- -
- 100%
- +
Выполняемые в них измерения от ноги к ноге или от руки к руке позволяют оценить состав нижней или верхней части тела. Эти оценки с применением эмпирических соотношений затем экстраполируются на все тело.
Более точная и наиболее часто применяемая схема измерения 8-электродная. В приборах компании Tanita совмещенных с напольными весами и выносными электродами для рук реализована именно такая схема.
Рис. 9. 8-контактная схема подключения электродов для анализа в приборах Tanita совмещенных с весами с выносными электродами для рук
Мы в своей практике использую именно такие приборы, как более точные и позволяющие проводить посегментный анализ состава тела.
На рис. 10 представлены несколько примеров таких приборов на примере одного из производителей анализаторов.
Рис. 10. Различные виды анализаторов состава тела
Преимуществами БИА перед другими методами оценки состава тела являются высокая воспроизводимость результатов измерений, неинвазивность (не требующее проникновения под кожный покров или нарушения кожного покрова) и комфортность процедуры обследования для пациента, высокая пропускная способность метода, а также невысокая стоимость обследования. Портативность биоимпедансного оборудования дает возможность проводить обследование в амбулаторных и полевых условиях. Все это позволяет широко применять БИА как в клинической практике, так и в массовых обследованиях населения на базе лечебно-оздоровительных учреждений, спортивных и фитнес-центров. Наиболее широко метод применяется в таких областях, как диетология и коррекция фигуры, где он позволяет подобрать оптимальную тактику коррекции веса и фигуры. Широко известным применением БИА является оценка гидратации организма при гипертонической болезни с точки зрения перспективности применения диуретиков. Вместе с тем, быстро возникают и развиваются другие области приложений, в которых БИА органично сочетается с традиционно используемыми диагностическими методами.
Современная аппаратура для биоимпедансного анализа позволяет автоматически регистрировать результаты определения параметров состава тела, оценивать динамику изменений за все время наблюдения пациента, получать биоимпедансные оценки таких физиологически значимых параметров, как основной и удельный основной обмен. Программное обеспечение биоимпедансных анализаторов дает возможность получать наглядные протоколы исследований и сопоставлять параметры пациента, используемые в биоимпедансном анализа, с нормами, полученными на представительных выборках, классифицировать состояние пациента, давать рекомендации по коррекции состава тела.
Область применения биоимпедасного метода исследования состава тела. Медицина.
Биоимпедансный анализ состава тела помогает контролировать состояние липидного, белкового и водного обмена организма и в этой связи представляет интерес для врачей различных специальностей. Зная состав тела, терапевты и кардиологи оценивают риск развития метаболического синдрома, степень гидратации тканей.
• БИА служит одним из инструментов диагностики и оценки эффективности лечения больных ожирением.
• У больных сердечно-сосудистыми заболеваниями биоимпедансометрия применяется для оценки нарушений водного баланса, перераспределения жидкости в водных секторах организма и подбора лекарственных препаратов.
• У реанимационных больных метод используется для мониторинга и планирования инфузионной терапии, а при циррозе печени – для прогнозирования риска клинических осложнений и оценки времени дожития.
• Оценка состояния водного обмена перед применением диуретических препаратов и контроль результатов их применения (например, при лечении гипертонии).
• Известны работы по применению БИА у пациентов, перенесших операцию на сердце, и для оценки состава тела пациентов в критических состояниях.
• Исследовались закономерности изменений состояния гидратации организма при оперативных вмешательствах на органах брюшной полости и забрюшинного пространства с неосложненным, осложненным течением послеоперационного периода и у больных с сопутствующими заболеваниями сердечно-сосудистой системы. При осложненном течении послеоперационного периода нарушения водного баланса становятся более значимыми и требуют контроля.
• Анализ внутричерепной гидратации.
• Маммологические исследования на наличие отёков или новообразований.
• Оценка жизнеспособности тканей при трансплантации.
• Применение полисегментного биоимпедансного анализа у пациентов с острыми отравлениями психотропными препаратами позволяет выявить ранние и скрытые нарушения клеточной и внеклеточной гидратации. Раздельный мониторинг клеточной и внеклеточной гидратации у пациентов с тяжелыми отравлениями позволяет прогнозировать длительность и исход лечения.
• Традиционные методы оценки объемов водных секторов организма во время беременности сравнительно дорогостоящи и плохо переносятся пациентами. Альтернативой является многочастотный биоимпедансный анализ (МБИА).
В экстремальных условиях.
Состав тела коррелирует с показателями физической работоспособности человека и его адаптации к среде обитания. Особенно выражена эта взаимосвязь в условиях экстремальной профессиональной и спортивной деятельности.
В экстремальных условиях деятельности важно контролировать состав тела для обеспечения физиологичных показателей и контроля их изменения в нежелательном направлении.
• Это может иметь важное значение для космонавтов длительное время находящихся на орбите. В 2007 обследовали 12 российских космонавтов в ходе полугодовых экспедиций на международную космическую станцию (МКС). Измерения проводились перед стартом, во время полета, а также на 1-е и 7-е послеполетные сутки. В ходе орбитальных экспедиций на борту МКС исследование состояния гидратации космонавтов проводилось 2–4 раза за полет с периодичностью около 30 суток.
• В условиях крайнего севера и пустыни также важен контроль состава тела и гидратации для обеспечения достаточной работоспособности и предотвращении возможных проблем со здоровьем.
Известно, что в процессе длительных орбитальных полетов из-за отсутствия силы тяжести серьезным изменениям подвергается организм космонавтов.
Атрофия наблюдается и на примере мышц ног, которые в условиях гравитации становятся как бы совсем ненужными органами. Не смотря на специальный комплекс упражнений для разработки мышц в условиях невесомости, в течение только шести месяцев пребывания в космосе космонавты теряют до 13% объема икроножных мышц, а сила выдерживаемой ими нагрузки после путешествий в невесомости снижается на 32%.
От невесомости страдает обмен веществ. Жиры начинают меньше окисляться, а значит, мышцы могут начать замещаться жировой тканью.
Больше всего в условиях невесомости начинают страдать кости, так как уменьшение нагрузок ведет к потере костного материала. Фактически кости теряют минералы, особенно это наблюдается в тех частях скелета, которые в земных условиях подвергаются наибольшей нагрузке. Даже интенсивные тренировки не помогают предотвратить изменения. За полгода космонавты могут потерять около четверти костного материала с больших берцовых костей. Очень важно во время полета контролировать состав тела и в этом помогает биоимпедансный метод исследования, не требующий сложного и тяжелого оборудования, но дающий точные результаты.
Спортивная медицина
Результативность спортивной деятельности во многом зависит от состава тела спортсменов. Изменения мышечной и жировой масс (лабильных компонентов массы тела) под воздействием тренировочных нагрузок отражают направленность процессов адаптации организма и преимущественный характер энергообеспечения спортсмена, и используется тренерами для оптимизации тренировочного режима в процессе подготовки к соревнованиям.
Ученые в области спорта вычислили, что при потере веса тела на 1 % – прежде всего за счет телесного жира – возможно увеличение спортивной скорости на 1 %. Следует проявлять осторожность, чтобы не потерять слишком много веса.
На основе сопоставления результатов биоимпедансного анализа и магнитнорезонансной томографии было показано, что биоимпедансометрию можно использовать для определения объёма мышц в отдельных сегментах конечностей, а также для изучения взаимосвязей между размерами мышц и их силовыми характеристиками.
Биоимпедансный метод даёт возможность обследовать спортсменов в динамике тренировочного и соревновательного циклов, что позволяет грамотно корректировать стратегию тренировок, режим нагрузок, эффективно и своевременно подводить спортсмена к пику спортивной формы, к началу соревнований.
На критически важных этапах тренировки диета, содержащая недостаточно углеводов и белков, может способствовать риску получения травмы и повышенной утомляемости и ставить под угрозу успех программы. Отслеживание ежедневного потребления калорий и скорости метаболизма с помощью монитора состава тела Tanita – идеальный способ гармоничного изменения потребностей вашего организма в питании в тренировочном цикле.
Борьба с ожирением
Наиболее массовое применение БИА связано с первичной оценкой состава тела при обращении к специалисту и с контролем эффективности методов коррекции фигуры.
Таким образом, БИА дает возможность объективной количественной оценки содержания в организме жировой ткани. Это позволяет избежать ошибочной диагностики избыточной массы тела и ожирения у людей с повышенной безжировой массой. В то же время, метод позволяет выявить избыточное количество жировой ткани у клиентов с нормальным индексом массы тела. Ввиду неинвазивности, простоты, быстроты обследования и широты спектра получаемых параметров состава тела БИА является методом выбора для комплексной диагностики и оценки эффективности снижения веса у клиентов с ожирением.
Наше тело состоит преимущественно из мышц, жира и воды. Если мы будем больше заниматься физическими упражнениями или начнем соблюдать диету, состав нашего тела изменится, даже если вес останется прежним. Это происходит по следующим причинам:
• Занимаясь физическими упражнениями более интенсивно, мы развиваем больше мышечной массы и снижаем количество жира. В определенный момент наш вес может даже увеличиться, так как увеличится наша мышечная масса.
• Непродуманные радикальные диеты могут давать быстрые результаты, но потеря веса будет происходить за счет снижения содержания в организме воды и здоровой сухой мышечной массы.
• Очень низкокалорийная диета может привести наш организм к состоянию «полного истощения» и, скорее, к накоплению телесного жира, чем к его сжиганию. Поэтому даже если мы сбросим вес, содержание жира в нашем организме может увеличится.
Безопасность метода
В ходе многолетнего применения биоимпедансометрии нежелательных последствий для организма человека не отмечалось. При частоте тока 10–100 кГц преобладающим механизмом электрочувствительности биологических тканей является их нагрев. Используемые параметры тока в приборах БИА в 15-20 раз ниже порога чувствительности. Поэтому при проведении исследований человек ничего не ощущает и это не оказывает на организм никакого воздействия.
Хроника развития приборов биоимпедансного анализа
1940 Описание частотных характеристик импеданса биологических тканей (К.Коул)
1941 Уточненное описание частотной зависимости импеданса – уравнение Коула-Коула (К.Коул, Р.Коул)
1962 Первое применение биоимпедансометрии для определения общей и внеклеточной жидкости (А. Томассет)
1990 Выпущено первое коммерческое устройство для биоимпедансной спектроскопии состава тела (Xitron Technologies). Девяностые годы. Проводятся десятки серьезных исследований по биоимпедансному методу анализа.
1992 Первые в мире интегрированные весы-анализаторы жира для профессионального использования выпущенные компанией Tanita
1994 Первые в мире интегрированные весы-анализаторы для использования в домашних условиях выпущенные компанией Tanita
2004 Первый в мире анализатор состава тела с возможностью измерения по сегментам (руки, ноги, туловище)
2010 Более десяти известных компаний выпускают различные аппараты для БИА.
Компании выпускающие анализаторы. Компания Tanita
Пионером производства простейших анализаторов в 80 годах прошлого столетия является фирма RJL Systems (США, вышедшая на рынок с прибором RJL-101, аналоги которого и сейчас выпускаются, как самой компанией, так и рядом других фирм.
Серийное производство и широкое применение биоимпедансных анализаторов началось в 1990-е гг. В настоящее время в мире известно несколько фирм, осуществляющих выпуск таких приборов. Кроме того, регулярно появляются сообщения о новых разработках, предназначенных для решения каких-либо частных задач или отличающихся улучшениями каких-либо характеристик.
Вот несколько компаний, которые выпускают биоимпедансные анализаторы различных классов и с различными характеристиками: Akern (Италия), Biodynamics (США), ImpediMed (Австралия), RJL Systems, (США), Bodystat, (Великобритания), Data Input, (Германия), XitronTechnologies (США), ImpediMed (Австралия), Omron (Япония), Biospace Technology (Корея), Tanita (Япония).
Пионером в области разработки и выпуска биоимпедансных анализаторов, совмещенных с весами, является японская фирма Tanita, крупный производитель электронных весов (www.tanita.com). В настоящее время эта компания предлагает несколько десятков моделей разных классов. Именно приборы компании Tanita мы используем в своей практике. Поэтому я приведу несколько фактов о компании Tanita и в дальнейшем рассматривая параметры, выдаваемые приборами в процессе анализа состава тела, я буду использовать именно анализаторы компании Tanita.
Компании Tanita выпускает на рынок оборудование и технологии, упрощающие контроль за состоянием здоровья и предназначенных как для профессионалов, так и для простых людей, заботящихся о своем здоровье.
Сегодня компания Tanita является мировым лидером в области точных электронных весов и анализаторов состава тела. Только в Японии компания продает 25 миллионов единиц продукции. Продукция и свойственные ей передовые технологии, уникальный дизайн и высокие промышленные стандарты, аккредитованные сертификатом ISO 9001, маркировкой CE, NAWI, MDD, членством в JQA (Японская ассоциация обеспечения качества) и допуском FDA (Управление США по надзору за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств).
Компания Tanita установила мировой золотой стандарт в области точных электронных весов и анализаторов состава тела.
После создания пользующихся огромным успехом торговопромышленных напольных весов компания Tanita сосредоточила свои научно-производственные исследования на связи между весом и здоровьем. После обширных исследований по установлению связи между избытком телесного жира, болезни сердца, диабета и некоторых видов рака компания Tanita представила в 1992 году первые в мире встроенные весы телесного жира, предназначенные для специалистов в области медицинских исследований. Затем, применяя ту же технологию, компания Tanita разработала в 1994 году первые в мире весы с монитором телесного жира для личного пользования.
На протяжении более 25 лет компания Tanita тесно сотрудничает с научным сообществом по исследованию ожирения. С помощью технологии анализа биоэлектрического сопротивления, в которую были включены измерения телесного жира для исследования ожирения, оптимизации веса и образа жизни, исследователи оценили результаты с повышенной точностью и исчерпывающими данными измерений. Благодаря тесному сотрудничеству с исследователями компания Tanita также разработала новые продукты с простыми функциями, которые обеспечивают наилучшие методы сбора данных.
Для реализации цели компании Tanita (оставаться флагманом медицинских технологий и инициатив в области здравоохранения) 12 лет назад был учреждён консультативный медицинский совет Tanita (TMAB). TMAB состоит из группы независимых научных сотрудников, экспертов по ожирению и питанию со всего мира, которые предоставляют консультации по научным разработкам технологии анализа биоэлектрического сопротивления для гарантированного достижения высокой точности.
Параметры БИА анализа при избыточном весе
Именно при снижении веса крайне важно постоянно контролировать за счет чего идет снижения веса и поэтому на протяжении всего времени снижения веса важно контролировать состав тела. И на основании этого корректировать процесс похудения.
Параметры, которые мы рассматриваем и анализируем при первичной встрече с клиентами, желающими снижать вес, и в процессе снижения веса, мы рассмотрим на основе профессиональных, полупрофессиональных и бытовых анализаторов, совмещенных с весами компании Tanita, работающих по 8 контактной схеме с участием ног и рук, с одночастотным или многочастотным режимом сканирования.
Параметры состава тела, определяемые анализаторами компании в бытовых и полупрофессиональных приборах Tanita:
• Вес
• Общее содержание жира в организме в %. Доказано, что снижение избыточного количества жира в организме уменьшает риск возникновения повышенного кровяного давления, сердечной недостаточности, диабета и рака.
• Общее содержание воды в организме в %. Поддержание нормального значения общего процентного содержания воды в организме обеспечит правильное функционирование всех систем организма и уменьшит риск возникновения проблем со здоровьем.
• Мышечная масса. Вес мышц вашего тела в кг. Мышечная масса основной потребитель энергии в организме.
• Минеральная костная масса. Содержание неорганических веществ, входящих в состав кости, таких как кальций, и других неорганических соединений в нашем теле. Это параметр определяет хрупкость нашей костной системы.
• Основной обмен или суточная потребность в калориях. Определяет количество калорий, которое требуется нам для • жизнеобеспечения без изменения веса.
Метаболический возраст определяет, какому возрасту соответствует эффективность нашего обмена веществ. Наиболее активный обмен в 17 летнем возрасте и постепенно снижается с каждым годом.
• Индекс массы тела. Рассчитывается по формуле.
• Висцеральный жир. Висцеральный жир – это жир, находящийся в брюшной полости и окружающий жизненно важные органы. Жир располагающиеся в этой области серьезно влияет на состояние здоровья.
• Содержание жира в % по сегментам тела (рука правая, левая, нога левая правая, туловище).
Мышечная ткань по сегментам в кг.
Эти параметры обычно выдаются в бытовых и полупрофессиональных приборах компании Tanita.
Дополнительные параметры, выводимые некоторыми профессиональными приборами Tanita:
• Масса жировой ткани, кг.
• Масса безжировой ткани (вода, мышцы, кости и др) кг.
• Внутриклеточная жидкость.
• Внеклеточная жидкость
• Рекомендуемый вес, исходя из роста и содержания жира в кг.
• Активное и реактивное сопротивление на разных частотах.
• Другие параметры, несущие справочную информацию.
Почему целая глава посвящена БИА, во-первых, чтобы сформировать понимание, что это не игрушечный прибор, работающий по 2 трем формулам для совести, а серьезное научное направлением в исследовании и анализе состава тела. Несколько сотен серьезных исследований посвящены биоимпедансному методу исследования в различных сферах в медицине, спорте, космонавтике. И можно с ними познакомиться в различных научных изданиях.
Во-вторых, при снижении веса крайне важен контроль за составом тела для анализа за счет чего идет снижение веса. Применяя несбалансированные диеты для снижения веса, худеющие в большей степени теряют вес за счет безжировой массы тела. Такое снижение веса приводит к его быстрому набору после окончания очередной диеты, так как основной потребитель энергии в организме – мышцы значительно уменьшился за время соблюдения диеты. Если мы возвращаемся к обычному питанию даже меньшему по калорийности, чем до диеты, за счет уменьшения мышечной массы наш обмен снизился, и мы быстро вернем потерянный вес.
Поэтому при снижения веса я всегда контролирую за счет чего идет снижение веса и корректирую программу для получения желаемого результаты. Я стараюсь объяснять своим клиентам: мы должны понимать, что мы теряем в процессе снижения веса мышцы или жир и радоваться не потерянным килограммам, а снижению процента жира в организме.
А теперь мы начнем рассматривать основы в снижении веса.
Законы науки о питании
Питание – один из главных факторов снижения веса, поэтому со знакомства с основными законами диетологии – науки о питании мы и начнем. Приведу слова академика Виктора Тутельяна, директора института питания РАМН:
«Мы все хотим и мечтаем о каком-то чуде, мы хотим быть стройными, красивыми, здоровыми. Как достигнуть этого? Здесь есть гамма различных гипотез. Но питание, как любая наука базируется на законах, которые не дано нарушать никому: и богатому, и бедному, и женщине, и мужчине, и молодому, и старому. И в отличие от законов общества, нарушение законов науки о питании, объективных законов природы, карается нещадно. Это либо потеря здоровья, либо болезни, либо даже смерть. И хотим мы этого или не хотим, мы должны знать эти законы и соблюдать их. Их всего два:
Закон энергетического баланса, т.е. соответствия энергетической ценности, калорийности рациона, нашим энерготратам. Отклонение в ту или иную сторону карается. Энергозатраты за последние 60-80 лет упали с 4000 ккал до 2300 ккал. Это наша плата за блага цивилизации. Мы перестали двигаться. В соответствии с первым законом надо уменьшить энергопотребление, поступающее с пищей, и увеличить энергозатраты (физическую нагрузку), и вы будете выглядеть стройными и красивыми.
Закон химического баланса. Для жизни нам нужна не только энергия, но еще несколько десятков отдельных пищевых веществ. Причем половина из них незаменимы. Если они есть в пище, они поступают к нам в организм с этой пищей, и мы с вами здоровы и хорошо себя чувствуем. Какого-нибудь одного из них нет или мало – и мы с вами начинаем плохо себя чувствовать, болеть, а иногда даже умирать».
Кроме закона химического баланса необходимо учитывать, что организму необходимо эффективно усвоить питательные вещества и донести их до конечного потребителя – до каждой клетки нашего организма.
Вот три кита, на которых стоит наука о питании: закон энергетического баланса, закон химического баланса и эффективное усвоение питательных веществ.
Для нормального функционирования организму необходимы восемь основных элементов питания. Расположим их по количеству потребления:
Вода. По разным теориям в сутки нам требуется от 1,5 до 3 литров воды. Не забывайте, по массе мы в основном состоим из воды, поэтому для нормальной жизнедеятельности нам надо достаточно много воды.
Белок. Вообще все мы с вами – белковые тела. Все, наверно, помнят фразу: «Жизнь – это способ существования белковых тел». Это абсолютная правда. Белок – основной строительный материал для нашего организма.
Углеводы. Это основное топливо для нормальной жизнедеятельности. Конечно, мы с вами всеядные и превращаем в топливо и жиры, а при необходимости и белки. Но наиболее подходящее топливо для нас – это углеводы. Организм не накапливает углеводы в значительных количествах.
Жиры. Жиры – очень важный элемент в нашем питании. Прежде всего, они так же, как и белки, выполняют функцию строительного материала в организме. С использованием жиров формируется клеточная мембрана, большинство гормонов. И вторая, не менее важная, функция жиров – это аккумуляция энергии.
Клетчатка. Непосредственно организмом не усваивается и в обменных процессах не участвует. Но выполняет жизненно важные функции в организме. Современное питание страдает хроническим дефицитом клетчатки. Желательно получать с пищей достаточное ее количество.
Витамины. Микроэлементы. Витамины и микроэлементы – жизненно необходимые организму компоненты, накапливать и синтезировать большинство из которых организм не способен и должен ежедневно получать с пищей.
Фитоэлементы. Это химические вещества, содержащиеся в растительной пище разных цветов, имеющие огромную роль в защите наших генов, ДНК и здоровья в целом.