Биоимпедансный анализ в спортивной и клинической практике: влияние альтернативных условий измерения на показатели состава тела

• Выборная Ксения Валерьевна
• Никитюк Дмитрий Борисович

Резюме

В связи с тем, что многие биологические и небиологические факторы влияют на точность результатов биоимпедансного анализа состава тела, существует ряд стандартных условий, которые необходимо соблюдать при подготовке и во время процедуры измерения, чтобы результаты были корректными. В условиях спортивных сборов, фитнес-центров и у некоторых групп пациентов невозможно провести измерение с соблюдением всех стандартных условий. Практикующие врачи и исследователи должны знать, какие изменения происходят с показателями состава тела при альтернативных условиях измерения.

Цель работы - выявить показатели, которые изменяются в протоколе состава тела при несоблюдении тех или иных стандартных условий биоимпедансного измерения, и оценить, можно ли считать корректными измерения, проведенные с нарушением одного из стандартных условий измерения, т.е. в альтернативных условиях.

Материал и методы. Проанализировано 35 источников литературы, поиск по ключевым словам проводили по базам данных PubMed, Scopus, Web of Science, Elsevier, eLibrary.

Результаты. После аэробной и анаэробной физической нагрузки, при смене стандартного положения электрода на нижней конечности [измерительный (сенсорный) электрод перемещен с линии сочленения заплюсневого сустава (вентральное положение) на ахиллово сухожилие (дорсальное положение)], при изменении положения тела из положения лежа в положение стоя, а также после внутривенного введения 1000 мл физиологического раствора показатели сопротивления организма и доли жировой массы тела достоверно уменьшаются, а показатели общей воды организма, тощей, активной клеточной и скелетно-мышечной массы достоверно увеличиваются. Противоположные тенденции в изменении показателей были получены после потребления воды, пищи, донорства крови в объеме 480 мл, при использовании биоадгезивных электродов с маленькой контактной поверхностью (площадью прилегания), при длительном (60-240 мин) исследовании натощак, а также при потреблении кофеина в капсулах (200 мг, без растворения в воде, 60 мин), кофеина в качестве напитка (кофе) и черного чая с сахаром: показатели сопротивления организма и доли жировой массы тела достоверно увеличились, а показатели общей воды организма, тощей, активной клеточной и скелетно-мышечной массы достоверно уменьшились. При этом все полученные изменения показателей сопротивления организма и состава тела, наблюдаемые после нарушения одного из стандартных условий измерения (кроме исследований по оценке влияния физической нагрузки), сопоставимы с погрешностью метода биоимпедансометрии, а также с различиями, получаемыми при измерении на разных приборах.

Заключение. Считается допустимым проводить биоимпедансный анализ состава тела с нарушением одного из стандартных условий измерения, если иное измерение невозможно, за исключением проведения биоимпедансного анализа после физической нагрузки.

Ключевые слова:биоимпедансный анализ состава тела; спортивная медицина; клиническая практика; стандартные условия измерения; альтернативные условия измерения; кофеин; общая вода организма; жировая масса тела

В связи с тем что потребление пищи, напитков и воды, температура кожи, изменение уровня жидкости в организме, вызванное физическими нагрузками (ФН), прием некоторых лекарственных средств и биологически активных добавок к пище, способных задерживать воду в организме или, наоборот, обезвоживать организм, фаза менструального цикла у женщин и некоторые другие биологические и не биологические факторы влияют на точность результатов биоимпедансного анализа (БИА) состава тела [1-3], существует ряд стандартных условий, которые необходимо соблюдать до и во время процедуры измерения, чтобы результаты были корректными.

К стандартным условиям, которые следует соблюдать при подготовке к процедуре БИА, относятся следующие [4-6]:

- измерение лучше всего проводить в утренние часы, натощак (в некоторых случаях считается возможным проводить измерение спустя 4 ч после употребления воды и пищи, но такое исследование не будет считаться тощаковым);

- измерение следует проводить после полноценного сна (минимум 8 ч);

- следует исключить тяжелые ФН за 12 ч до измерения, а также легкие и средней тяжести ФН за 3-4 ч до измерения (так как ФН изменяют распределение жидкости);

- рекомендуется опорожнить мочевой пузырь за 10-30 мин до обследования;

- следует исключить прием мочегонных средств (диуретиков) за 5-7 сут (рекомендуется только в тех случаях, когда это не нанесет вреда здоровью измеряемого; если диуретики не удается исключить, повторные измерения проводятся на фоне их приема);

- за 2 сут до исследования рекомендуется исключить из рациона продукты с повышенным содержанием соли, жирную и копченую пищу, кофеин, алкоголь и другие пищевые продукты, которые способствуют нарушению водного баланса (т.е. задерживают или выводят воду из организма);

- женщинам рекомендовано проводить исследование в лютеиновой фазе менструального цикла, но когда нет самой менструации, т.е. в 1-ю неделю после ее завершения (на 6-14-й дни цикла), чтобы ограничить задержку воды, вызванную гормональными колебаниями; повторный БИА для женщин должен проводиться в одни и те же дни менструального цикла;

- не рекомендуется посещать массаж и другие лимфодренажные процедуры за сутки до исследования;

- не следует проводить измерение сразу после чрезмерного потоотделения и после купания, принятия душа или ванны.

Стандартные условия, которые следует соблюдать при проведении процедуры БИА [5]:

- измерения следует проводить в определенное время суток, в одних и тех же условиях [одна и та же одежда (нижнее белье), натощак, до ФН и т.д.] для получения точных результатов;

- одежда (нижнее белье) должна быть сухой;

- следует соблюдать температурный режим в помещении и проводить измерение при комнатной температуре (~20-25 °С);

- на период проведения процедуры с нижних и верхних конечностей должны быть сняты металлические предметы (кольца, часы и браслеты), в случае присутствия металлических украшений в области шеи пациента, они сдвигаются в сторону подбородка; при измерении в положении лежа серьги и кольца на руках не мешают исследованию, так как находятся вне зоны прохождения измерительного тока; при измерении в положении стоя, когда электроды находятся в ручках анализатора, которые берут кистями рук, кольца с пальцев следует снять;

- участки кожи, которые будут соприкасаться с электродами, следует обработать спиртовым раствором, так как крем или масло на руках снижают проводимость и контакт с электродами;

- следует снять обувь, носки и колготки;

- при измерении в положении лежа на спине обследуемому рекомендуется провести лежа в покое 5-10 мин; при измерении в положении стоя - провести стоя 5-10 мин [данный период выбран в соответствии с рекомендациями Европейской ассоциации клинического питания и метаболизма (European Society for Clinical Nutrition and Metabolism, ESPEN, 2004 г.) для клинического применения БИА] [5];

- при проведении БИА принято использовать одноразовые биоадгезивные (т.е. самоклеящиеся) специализированные стандартные электроды (Bianostic AT с большой площадью прилегания 68×23 мм) либо их аналоги - кардиографические электроды под "крокодил" (например, Ambu BlueSensor 2330 с площадью прилегания 34×23 мм либо выпускаемые фирмами Schiller и FIAB с площадью прилегания 23×23 мм); использование одноразовых биоадгезивных электродов с меньшей площадью контактной площадки может привести к потере точности биоимпедансных измерений, а применение многоразовых реографических электродов может давать несопоставимые результаты вследствие вероятности сдвига контактных площадок при неконтролируемых движениях кисти или стопы пациента в ходе измерений;

- при измерении в положении лежа на спине, когда используют клейкие одноразовые биоадгезивные электроды, расстояние между двумя электродами должно быть не менее 5 см, чтобы измерение было точным и воспроизводимым;

- электроды всегда следует размещать на одной и той же стороне тела, что снижает ошибку в результатах повторных измерений; как правило, при измерении в положении лежа на спине измерения проводятся на правой стороне тела, если используются 2 провода, и на обеих сторонах, если используются 4 провода для сегментного анализа;

- при измерении в положении лежа на спине следует правильно прикреплять к одноразовым электродам измерительный и токовый (приводящий) провода, отходящие от биоимпедансного анализатора (БИ-анализатора), с целью получения корректного результата измерительные провода крепятся по линии сочленения суставов, токовые - ближе к пальцам на кисти и плюсне;

- одноразовые электроды не должны быть просроченными или высохшими из-за долгого хранения вне упаковки;

- на руках и ногах в местах крепления электродов не должно быть никаких дефектов кожных покровов (шрамов), повреждений кожи или более глубоких открытых ран;

- при измерении в положении стоя руки должны быть отведены от туловища на 45°;

- как в положении лежа на спине, так и в положении стоя во время проведения процедуры не должно быть соприкосновения между областями нижних конечностей на всем протяжении (от промежности до стоп), поверхностями верхних конечностей (от подмышечных впадин до кистей) с латеральной поверхностью груди и живота измеряемого; если руки соприкасаются с туловищем и/или ноги соприкасаются между собой во время измерения, в местах соприкосновения следует проложить хлопчатобумажную ткань;

- непосредственно во время измерения нельзя разговаривать или двигаться.

Критерии относительного противопоказания к исследованию, связанные с риском получить некорректные результаты БИА:

- прием некоторых лекарственных средств, задерживающих жидкость в организме (гормоны, креатин);

- прием мочегонных средств;

- период беременности и кормления;

- наличие грудных имплантов (они увеличивают количество жировой массы в протоколе);

- наличие некоторых заболеваний, которые влияют на состояние мышечной ткани или водного баланса (например, сердечно-сосудистые заболевания, отеки при лимфостазе и прочего генеза, сахарный диабет, заболевания почек, заболевания печени, хроническая обструктивная болезнь легких, онкология в анамнезе);

- наличие острого воспалительного заболевания и повышенная температура тела;

- наличие в организме человека любых металлических конструкций (пластины, штифты и т.д.); при наличии металлических имплантов в костях правых конечностей исследование проводят на левой стороне тела (если левые конечности сохранны);

- отсутствие конечностей (ампутированные конечности).

Критерии абсолютного противопоказания к исследованию, связанные с риском для здоровья пациента при проведении БИА:

- наличие любого хирургически имплантируемого электронного устройства, поддерживающего работу систем жизнеобеспечения (электрокардиостимулятор, имплантированный сердечный дефибриллятор и подобные им) из-за возможного влияния переменного зондирующего тока на работу устройств.

При этом следует учитывать, что стандартные условия подготовки к измерению и самого измерения трудно соблюдать в условиях спортивных сборов, фитнес-центров, а также в клинической практике у некоторых групп пациентов. Например, спортсмены не всегда могут соблюдать все перечисленные стандартные условия подготовки к измерению. Спортсмены являются специфической группой населения, чьи ФН, режим сна и приема пищи напрямую зависят от периода тренировочно-соревновательного цикла, а также от сборов, переездов, фактора акклиматизации и пр. Так, во время проведения тренировочно-соревновательных сборов тренировки становятся частыми и более интенсивными, с максимальным временем на восстановление, но с минимальным количеством выходных дней. Также многие спортсмены могут не знать о необходимости исключения из рациона перед исследованием некоторых пищевых продуктов - влагоудерживателей или обезвоживателей, влияющих на водно-солевой баланс (сильно соленая, жирная и копченая пища, кофе).

Зачем нужны данные исследований, проводимых в альтернативных стандартным условиях измерения? Наличие интенсивных тренировок, день менструального цикла (у женщин), употребление в пищу некоторых продуктов могут повлиять на результаты оценки состава тела. Производители БИ-анализаторов заявляют, что несоблюдение условий измерения в любом случае отразится на его результатах, однако какие именно показатели изменятся в протоколе состава тела, не указывают. В этой связи исследования, связанные с нарушением стандартных условий измерения при проведении БИА, могут быть полезными с целью общей осведомленности исследователей - специалистов по биоимпедансометрии - об изменениях, происходящих в протоколе состава тела по конкретным показателям, и о тенденциях их изменения (уменьшении или увеличении значений) в зависимости от конкретно нарушенного стандартного условия.

В связи с этим целью исследования было выявить, какие именно показатели изменяются в протоколе состава тела при несоблюдении тех или иных стандартных условий БИА, и оценить, можно ли считать корректными измерения, проведенные с нарушением одного из стандартных условий БИА, т.е. в альтернативных условиях.

Материал и методы

Для работы были отобраны статьи, в которых имеются какие-либо сведения об альтернативных стандартным условиях измерения состава тела с помощью БИА. Всего проанализировано 35 источников литературы, поиск по ключевым словам: "биоимпедансный анализ состава тела", "водные сектора организма", "параметры импеданса", "тип электрода", "кофеин", "наложение электродов", "потребление пищи и воды" - проводили по базам данных PubMed, Scopus, Web of Science, Elsevier и eLibrary.

Результаты

Влияние типа электрода на результаты измерения состава тела в положении лежа на спине. Одним из источников ошибок при оценке состава тела пациентов методом БИА в положении лежа на спине является использование разных типов биоадгезивных электродов. Поскольку для БИА часто используются электроды для регистрации электрокардиограммы, Y.M. Dupertuis и соавт. (2022) [7] провели сравнительную оценку показателей биоимпедансометрии, полученных на БИ-анализаторе Nutriguard-M (Data Input, Германия) с помощью 4 типов электродов: специализированного стандартного электрода для проведения БИА (Bianostic AT) с большой площадью прилегания и 3 моделей неспецифических электродов, предназначенных для регистрации электрокардиограммы (3M Red Dot 2330; Ambu BlueSensor 2300; Ambu BlueSensor SU-00-C) с различной площадью прилегания. Было показано, что измеренное значение активного сопротивления R находилось в пределах физиологического диапазона для всех мужчин (428-561 Ом) и женщин (472-678 Ом), независимо от типа используемых электродов. По сравнению со стандартным электродом электроды 3M Red Dot 2330 и Ambu BlueSensor SU-00-C давали значимо отличающиеся значения реактивного сопротивления и фазового угла (ФУ), но только электроды Ambu BlueSensor SU-00-C давали существенно отличающиеся значения скелетно-мышечной (СММ), тощей (ТМТ) и жировой массы тела (ЖМТ) при 50 кГц, со смещениями -0,2, -0,3 кг/м² и +1,4% соответственно. Чем выше была частота тока, тем ниже показатели реактивного сопротивления и ФУ, измеренные Ambu BlueSensor SU-00-C, по сравнению с величинами, определяемыми с помощью эталонного электрода. Авторы полагают, что эти различия обусловлены слишком маленькой площадью прилегания электрода Ambu BlueSensor SU-00-C (154 мм²) по сравнению со стандартным электродом сравнения (1311 мм²), и делают заключение, что использование электродов с небольшой площадью геля влияет на результаты БИА в положении лежа на спине. Поэтому при проведении исследований и описании результатов важно указывать тип электродов, с помощью которых проведено измерение, а также непосредственно перед исследованием рекомендуется провести сравнительные испытания перед заменой расходных материалов для оценки состава тела, чтобы обеспечить надежность БИА в клинических и экспериментальных условиях.

Влияние расстояния между электродами на результаты измерения состава тела в положении лежа на спине. На точность оценки состава тела с помощью БИА могут влиять методологические факторы, одним из которых является соблюдение определенного расстояния между прикрепляемыми биоадгезивными электродами. Для БИА всего тела требуется располагать электроды на тыльной поверхности стопы, лодыжки, запястья и кисти. J.R. Moon и соавт. (2010) [8] оценили различия результатов БИА при креплении электродов в 3 вариантах (стандартном креплении, при фиксированном расстоянии между электродами 5 см, при фиксированном расстоянии между электродами 5 см с использованием непроводящей токовой полоски), а также сравнили воспроизводимость результатов БИА при повторных ежедневных измерениях как при креплении электродов на фиксированном расстоянии (5 см), так и при стандартном размещении электродов. Как на кисти, так и на стопе использовали 3 варианта расположения электродов. На кисти использовали: 1) стандартное расположение [1-й электрод - дорсальная поверхность на уровне шиловидных отростков локтевой и лучевой костей, по середине суставной щели лучезапястного сустава (далее - дорсальная поверхность, в области лучезапястного сустава); 2-й электрод - дорсальная поверхность пясти, на 1 см проксимальнее пястно-фалангового сустава среднего (третьего) пальца]; 2) фиксированное расстояние в 5 см между центрами электродов без токопроводящей полоски (1-й электрод - дорсальная поверхность, в области лучезапястного сустава; 2-й электрод - дорсальная поверхность пясти, на 5 см дистальнее первого); 3) фиксированное расстояние в 5 см, электроды скреплены между собой не проводящей ток полоской (1-й электрод - дорсальная поверхность, в области лучезапястного сустава; 2-й электрод - дорсальная поверхность пясти, на 5 см дистальнее первого). На стопе использовали: 1) стандартное расположение [1-й электрод - дорсальная поверхность, между латеральной (наружной) и медиальной (внутренней) лодыжкой, по середине суставной щели голеностопного сустава (далее - дорсальная поверхность, в области голеностопного сустава); 2-й электрод - дорсальная поверхность, на 1 см проксимальнее плюснефалангового сустава второго пальца стопы]; 2) фиксированное расстояние в 5 см между центрами электродов без токопроводящей полоски (1-й электрод - дорсальная поверхность, в области голеностопного сустава; 2-й электрод - дорсальная поверхность, на 5 см дистальнее первого электрода); 3) фиксированное расстояние в 5 см, электроды скреплены между собой не проводящей ток полоской (1-й электрод - дорсальная поверхность, в области голеностопного сустава; 2-й электрод - дорсальная поверхность, на 5 см дистальнее первого). По результатам исследования не было обнаружено достоверных различий между данными, полученными при БИА в 3 положениях электродов, однако лучшую воспроизводимость результатов оценки состава тела дали электроды с фиксированным расстоянием между ними в 5 см. Фиксированное расстояние уменьшает ежедневную стандартную ошибку измерения показателей БИА у мужчин, у женщин ошибка измерения не изменялась.

Влияние смены стандартного наложения электродов на результаты измерения состава тела в положении лежа на спине. В соответствии с рекомендациями ESPEN по клиническому использованию БИА, между приводящим и чувствительным электродами должно быть соблюдено расстояние не менее 5 см, а электроды всегда следует размещать на одной и той же стороне тела при повторных измерениях [5]. Стандартным размещением электродов является их крепление на дорсальной поверхности кисти (1-й электрод - в области лучезапястного сустава; 2-й электрод - на 1 см проксимальнее пястно-фалангового сустава среднего пальца) и дорсальной поверхности стопы (1-й электрод - в области голеностопного сустава; 2-й электрод - на 1 см проксимальнее плюснефалангового сустава второго пальца стопы). В более ранних исследованиях сообщалось [9], что перемещение 1-го электрода вдоль суставной щели лучезапястного и/или голеностопного суставов не влияет на результаты оценки состава тела, тогда как перемещение 1-го электрода дистальнее на 1 см приводит к значительному завышению показателя доли ЖМТ [9] по сравнению со стандартом размещение электродов. Перемещение 1-го электрода проксимальнее (выше по конечности) на 1 см приводит к изменению средних значений сопротивления тела человека на 2%, на 2 см - к изменению на 4%, что, в свою очередь, отражается увеличением показателя доли ЖМТ [10].

В рекомендациях ESPEN [5] также указано, что на руках и ногах в месте крепления электродов не должно быть никаких дефектов кожных покровов (шрамов), повреждений кожи или более глубоких открытых ран, а при их наличии следует изменить положение электродов. Насчет альтернативных мест крепления электродов четких указаний нет, что является проблемой с учетом того, что точность и воспроизводимость результатов БИА зависят от позиционирования электродов на конечностях.

В 2 исследованиях коллектива авторов была проведена оценка, как изменение места крепления электродов влияет на показатели состава тела при БИА всего тела [11] и его сегментов [11, 12]. T.L. Grisbrook и соавт. (2015) [11] изучали, целесообразно ли размещение электродов не на дорсальной, а на противоположной вентральной поверхности конечностей, что могло бы служить альтернативой при БИА всего тела и сегментов в тех случаях, когда стандартное размещение электродов затруднено из-за повреждений кожи или наличия повязок. При проведении исследований использовали БИ-анализатор ImpediMed SFB7 (ImpediMed, Брисбен, Квинсленд, Австралия, "рука-нога", положение измерения - лежа на спине) и одноразовые пленочные электроды CA610 Kendall с площадью клейкой гелевой поверхности 10 мм². Для оценки различий результатов измерения компонентного состава всего тела БИА проводили с креплением электродов на правой стороне тела с использованием 4 различных их комбинаций в расположении: 1) стандартное тетраполярное расположение (дорсальное расположение электродов); 2) вентральное расположение электродов на руке и ноге; 3) вентральное размещение на руке и стандартное размещение на ноге; 4) стандартное размещение на руке и вентральное размещение на ноге. При вентральном расположении на руке 1-й электрод располагался в области лучезапястного сустава с внутренней стороны руки, 2-й электрод - на 1 см проксимальнее пястно-фалангового сустава среднего пальца на ладонной поверхности, т.е. оба электрода повторяли размещение стандартного расположения электродов, сменив свое положения с дорсального на вентральное. При вентральном расположении на ноге 2-й электрод находился на 1 см проксимальнее плюснефалангового сустава второго пальца стопы, но на вентральной (подошвенной) поверхности стопы; 1-й электрод располагался над ахилловым сухожилием. Для сегментарного анализа использовали как стандартные (протокол, предложенный B.H. Cornish и соавт. (1999) [13], крепление электродов - дорсальное), так и альтернативные схемы наложения электродов, с которыми можно подробно ознакомиться в статье [11].

Результаты исследования всего тела показали, что альтернативное расположение электродов (3) существенно не влияло на результаты измерения, которые были сопоставимы со стандартным положением электродов (1). Все процентные различия в значениях измеренных переменных БИА были менее 2% (от 0,01 до 1,65%) и находились в пределах типичных индивидуальных вариаций, которые регистрируются у человека в течение дня и по показателю сопротивления тела составляют от 0,3 до 1,9% [14]. При этом по сравнению со стандартным тетраполярным расположением (1) альтернативные положения электродов (2 и 4) показали существенные различия при оценке всех переменных БИА, превысившие 2% в обоих случаях по сравнению со стандартным положением: достоверно снизились значения активного и реактивного сопротивления организма, что привело к значительному увеличению показателей общей, вне- и внутриклеточной воды, а также ТМТ, и к достоверному снижению абсолютного показателя ЖМТ (в среднем на 1,1-1,2 кг). Результаты сегментного исследования показали, что для верхних конечностей не выявлено существенной разницы между стандартным и альтернативным положением электродов; для нижних конечностей альтернативное положение электродов на ноге по сравнению со стандартным положением, как и в случае БИА всего тела, значительно снижает значения активного и реактивного сопротивления организма, что приводит к значительному увеличению показателей общей, вне- и внутриклеточной воды, а также ТМТ, и к достоверному снижению абсолютного показателя ЖМТ.

Вентральное размещение электродов на руке совместно со стандартным (дорсальным) размещением электродов на ноге является допустимым альтернативным положением электродов при измерении как всего тела, так и сегментов, в том случае, когда такое измерение необходимо. Результаты БИА, полученные при размещении электродов на ноге в вентральной позиции, когда один из электродов крепится на место ахиллова сухожилия, значимо отличаются от полученных при стандартном креплении электродов, поэтому такое измерение не может считаться альтернативным.

D.O. Edwick и соавт. (2020) [12] провели исследование, в котором сравнили 4 позиции крепления электродов для проведения БИА верхних конечностей: 1) стандартная позиция - 4 электрода крепятся дорсально: на середину предплечья, область запястного сустава, область сустава среднего пальца и на 1-ю фалангу среднего пальца; 2) альтернативная позиция, когда электроды на предплечье и запястье крепятся с вентральной (ладонной) стороны руки; 3) альтернативная позиция, когда электроды области сустава третьего пальца и 1-й фаланги крепятся с вентральной (ладонной) стороны руки; 4) альтернативная позиция, когда все 4 электрода крепятся с вентральной (ладонной) стороны руки.

Исследование показало, что крепление электродов в позиции 2 приводит к значительным отличиям при измерении параметров БИА (диапазон различий 4,66-6,15%). При креплении электродов в положении 3 и 4 получаются сопоставимые со стандартным положением электродов результаты измерения общей и внеклеточной воды, т.е. положения электродов на ладони и ладонной поверхности предплечья (альтернативная позиция 4) или на ладони и тыльной стороне предплечья (альтернативная позиция 3) взаимозаменяемы при использовании в клинической практике.

Влияние положения тела при измерении на результаты оценки состава тела. E.C. Rush и соавт. (2006) оценили надежность БИА по типу "рука-нога" в 2 положениях: стандартном положении лежа на спине и нестандартном положении стоя, чего не предусматривает инструкция по эксплуатации используемого исследователями анализатора [15]. На 205 добровольцах в возрасте от 6 до 89 лет (111 мужчин и 94 женщины) из 6 этнических групп изучали влияние позы при измерении, времени его проведения, а также возраста обследуемых на показатели сопротивления. Было показано, что значения полученного импеданса в положении лежа были стабильно выше, чем в положении стоя. При этом у детей в возрасте 5-14 лет разница сопротивлений была больше и постепенно уменьшалась к возрасту 60 лет с соотношения 1,031 до 1,016. На показатели также влияло время, проведенное в статическом положении: в положении стоя в течение 10 мин показатели сопротивления постепенно снижались (в среднем по группе на 5 Ом); в положении лежа в течение 10 мин показатели сопротивления постепенно повышались (в среднем по группе на 3 Ом). Авторы заключили, что в полевых условиях с помощью БИ-анализатора, предназначенного для измерения показателей импеданса в положении лежа на спине по типу "рука-нога", можно проводить БИА в положении стоя.

Влияние длительного состояния натощак на показатели состава тела. Еще в 1986 г., когда R.F. Kushner и D.A. Schoeller разрабатывали уравнения определения общей воды организма с помощью биоэлектрического импеданса [14], ими было показано, что общее сопротивление тела в течение дня изменяется в среднем на 1,3% (от 0,3 до 1,9%). Недельная вариабельность была немного больше, в среднем 2,2%, что авторы частично связывали с незначительным изменением массы тела, которое в среднем составило 1,6%. Несмотря на то что из публикации невозможно понять, линейны ли эти изменения и какую направленность имеют в течение дня, есть данные о том, что внутрисуточные колебания сопротивления организма - нормальное биомедицинское явление.

В связи с вышеуказанным интересно проследить динамику измерений состава тела в течение определенного времени, когда человек прошел первое измерение утром натощак, последующие измерения - без воздействия каких-либо посторонних факторов, а единственным фактором воздействия было время. Для этого рассмотрим результаты работы, отражающей изменение показателей состава тела и водных секторов организма в течение 5 ч, при соблюдении стандартных условий [16]. Измерения проведены на одном человеке (женщина, 34 года). В течение 5 ч с интервалом примерно 25-30 мин было проведено 10 измерений в стандартных условиях, натощак. От 1-го до 10-го измерения наблюдалось постепенное уменьшение показателей общей массы тела (на 0,3 кг), ТМТ (на 1,4 кг, 1,8%), СММ (на 1 кг, 1,3%), общей воды (на 1 кг, 1,3%), внеклеточной (на 0,5 кг, 0,6%) и внутриклеточной (0,6 кг, 0,8%) воды организма, а также увеличение ЖМТ (на 1,1 кг, 1,8%). Изменения в составе тела сопровождались перерас­пределением показателей ЖМТ и ТМТ (и ее составляющих), связанным с потерей массы тела во время жизнедеятельности в основном за счет воды, которая (при отсутствии в этот период времени мочеиспускания) выделяется из организма в виде пота и с выдыхаемым воздухом. Потеря воды организмом отражается в протоколе БИА как понижение количества общей воды, что, в свою очередь, влечет за собой ряд изменений в последующих расчетах состава тела. После того как с помощью первичных параметров биоимпеданса (активного и реактивного сопротивления) рассчитывается количество общей воды, происходит расчет ТМТ (по формуле с учетом коэффициента постоянства гидратации ТМТ, равного 0,73). Если общая вода организма уменьшается, то, соответственно, уменьшается и количество ТМТ, а количество ЖМТ увеличивается.

Результаты исследования [16] показывают, что на результаты БИА влияет длительность нахождения обследуемого в состоянии натощак: чем дольше человек находится без пищи и воды, тем меньше становится его масса тела и нарастает состояние обезвоживания, что отражается на показателях состава тела увеличением ЖМТ и уменьшением ТМТ, активной клеточной массы (АКМ), СММ и водных секторов организма.

Далее рассмотрим результаты работы, касающейся оценки влияния потребления кофеина в разных дозировках совместно с 200 мл воды на компонентный состав тела, но обратим внимание на тенденции изменения показателей биоимпеданса и компонентного состава тела всех обследованных индивидов, так как авторы статьи не выявили достоверных различий по этим показателя между тремя группами, независимо от дозы потребленного кофеина [17]. Подобно предыдущему [16], в данном исследовании было показано, что с течением времени при периодических измерениях происходят следующие изменения в показателях: увеличиваются значения активного и реактивного сопротивления и доля ЖМТ, уменьшаются показатели ТМТ, общей, вне- и внутриклеточной воды. Вызывает сомнение, что такие изменения в течение 2 ч могло вызвать потребление 200 мл жидкости (в виде растворенного в воде кофе с различным содержанием кофеина). С учетом того, что скорость всасывания жидкости ограничена и колеблется от 300 мл за 15 мин на голодный желудок до 800 мл/ч - на полный, употребленное количество кофе должно было всосаться за первые 15-20 мин исследования и повлиять на общую массу тела, увеличив ее на 200 г, и на объем общей и внеклеточной жидкости, чего не произошло, согласно данным, представленным в статье [17].

C.B. Dixon и соавт. (2005) в своей работе, наравне с оценкой динамических изменений показателей БИА после употребления простой воды и углеводно-электролитного напитка, проводили контрольные измерения на группе, не употреблявшей в течение 1 ч никакой жидкости [18]. Было показано, что значения измеряемого импеданса постепенно повышались (при измерении на 1, 20, 40 и 60-й минуте) и между 1-м и 4-м измерением разница в показателях была статистически значима, хотя в абсолютных единицах сопротивление поднялось с 496,9 до 502 Ом и разница составила всего 6,1 Ом. При минимальном изменении массы тела в сторону уменьшения повышение показателей импеданса отразилось увеличением доли ЖМТ с 11,75 до 11,95% (повышение недостоверное).

Результаты этих исследований [16-18] сопоставимы между собой и подтверждают гипотезу, что при обследовании человека в динамике в состоянии натощак с течением времени увеличиваются показатели импеданса и ЖМТ и снижаются показатели ТМТ, СММ и водных секторов организма.

Влияние потребления воды и пищи на показатели состава тела. В исследовании по оценке влияния употребления воды и пищи на показатели биоимпеданса и компонентного состава тела [19] был использован БИ-анализатор TANITA TBF300 (Tanita Corporation, Токио, Япония), измеряющий сопротивление тканей по схеме наложения электродов "нога-нога", положение при измерении - стоя. Во вводной части статьи авторы указывают на то, что БИА был бы более практичным инструментом для измерения состава тела в клинических условиях, диетической практике и эпидемиологических исследованиях, если бы обследуемым не приходилось соблюдать одно из стандартных условий измерения, а именно: приходить на исследование натощак. Знания о влиянии потребления еды до измерения состава тела с помощью БИА важны в клинической практике в ситуациях, когда рекомендации по голоданию не могут быть применены (например, у пациентов, находящихся на зондовом питании).

В обследовании [19] приняли участие 55 здоровых взрослых [30 мужчин и 25 женщин; возраст 27,7±7,1 года; индекс массы тела (ИМТ) 24±3,8 кг/м²], которых разделили на 4 группы. Измерения состава тела проводили натощак, затем сразу после приема жидкости или пищи и далее каждые 30 мин в течение 2 ч с помощью одночастотного БИ-анализатора (30, 60, 90 и 120-я минута после употребления пищи или жидкости). Участники исследования опорожняли мочевой пузырь перед каждым измерением. Участники 1-й группы выпивали 750 мл негазированной минеральной воды; 2-й группы - 750 мл изотонического специализированного напитка для питания спортсменов Lucozade sport; лица из 3-й группы употребляли пищу с высоким содержанием углеводов (100 г белого хлеба, 50 г фруктового джема, 120 г банана); 4-й группы - с высоким содержанием жиров (40 г круассана, 90 г сыра чеддер, 20 г сливочного масла, 150 г жирного греческого йогурта). Выбор блюд обосновывался разницей в ионной силе и жирности блюд, что должно было повлиять на результаты измеренного биоимпеданса (сопротивления), а также на разную скорость эвакуации содержимого из желудка в кишечник. Ожидалось, что еда с высоким содержанием жиров будет влиять на показатели сопротивления организма, повышая их при БИА, а также дольше оставаться в желудке, что потенциально продлило бы ее влияние на показатели БИА по сравнению с едой с высоким содержанием углеводов. Также ожидалось, что электролитный напиток будет создавать более низкий импеданс в организме, чем вода.

Показано, что во всех группах, независимо от того, какая жидкость или продукты были употреблены, в течение 2 ч после их приема повышались показатели сопротивления организма и ЖМТ (как в абсолютных, так и в относительных величинах). Изменения зависели от состава рациона, но были столь незначительными, что укладывались в величину погрешности метода, и на этом основании авторами было рекомендовано проводить оценку состава тела в клинической практике, а также в масштабных эпидемиологических исследованиях, не соблюдая стандартного условия измерения натощак.

В исследовании по динамической оценке влияния употребления воды (591 мл) и углеводно-электролитного напитка (591 мл) на показатели биоимпеданса (в течение 60 мин: 1-е измерение - до употребления, следующие 3 измерения - на 20, 40 и 60-й минуте после употребления) принял участие 21 мужчина (возраст 19,7±1,0 года; ИМТ 24,2±2,3 кг/м²) [18]. После употребления воды или напитка было выявлено увеличение показателей сопротивления организма и уменьшение показателей общей воды организма от 1-го к 4-му измерению, хотя эти изменения не достигали уровня статистической значимости. Достоверным в этих группах было повышение доли ЖМТ от 1-го ко 2-му измерению (с 11,7 до 12,2% в группе лиц, употреблявших воду, и с 11,8 до 12,3% в группе лиц, употреблявших углеводно-электролитный напиток) при незначимом постепенном уменьшении от 2-го к 4-му измерению в группе обследованных, употреблявших углеводно-электролитный напиток (12,3-12,25-12,2%), и волнообразном снижении в группе лиц, употреблявших воду (12,2- 12,25- 12,2%). На 60-й минуте доля ЖМТ была выше, чем значения, полученные до употребления какого-либо из 2 напитков. По результатам исследования авторы сделали вывод, что при измерении на БИ-анализаторе "нога-нога" употребление жидкости (воды или углеводно-электролитного напитка) не оказало влияния на импеданс нижней части тела, но оказало влияние на общую массу тела и долю ЖМТ.

Влияние потребления кофеина и черного чая с сахаром на показатели состава тела. Исключение из рациона питания продуктов и/или напитков, содержащих кофеин, является часто применяемым протоколом предварительного тестирования для обеспечения надежности БИА. Воздействию на параметры компонентного состава тела кофеина, кофеиносодержащих напитков и продуктов посвящено несколько работ [17, 20, 21].

Исследование J.F. Mota и соавт. (2021) [17], посвященное оценке влияния потребления кофе с различным количеством кофеина на показатели БИА, интересно не только динамикой компонентов и водных секторов, описанной ранее, но и двумя другими моментами: 1) были ли обнаружены достоверные различия в показателях состава тела и параметрах биоимпеданса у обследуемых 3 групп, употреблявших кофе в количестве 200 мл, но с различным количеством кофеина; 2) различался ли объем порций мочи у участников разных групп и какой фактический объем порции был получен в каждом индивидуальном случае.

Исследование было проведено с участием 25 взрослых добровольцев в возрасте 18-59 лет с ИМТ от 18,5 до 29,9 кг/м², разделенных на 3 группы. В 200 мл потребляемого участниками этих групп кофе содержалось 0, 200 или 400 мг кофеина. БИА проводили шестикратно: натощак и далее после употребления кофе на 10, 30, 50, 70 и 90-й минутах. В исследовании был использован БИ-анализатор, измеряющий сопротивление тканей по схеме наложения электродов "нога-рука" в положении стоя. Авторами статьи было показано, что употребление порции кофе в объеме 200 мл, независимо от содержащейся в ней дозы кофеина, влияет на параметры БИА, однако авторы связали произошедшие изменения с потреблением жидкости в объеме 200 мл.

Что касается объема порций мочи, собранной за период проведения всех 6 измерений БИА, то он достоверно не различался между группами. В то же время при детальном изучении данных можно отметить, что индивидуальные и средние значения объема порций мочи незначительно увеличивались с возрастанием дозы потребляемого кофеина (с 200-760 мл, или 440,5±197,6 мл, у участников, потреблявших кофе без кофеина, до 300-880 мл, или 471,8±171,9 мл, в группе участников, потреблявших кофе с 200 мг кофеина, и до 200-800 мл, или 489,3±204,1 мл, у лиц, получавших 400 мг кофеина, p>0,05), даже при корректировке по массе тела и времени (соответственно 4,53±2,33, 4,86±2,21 и 5,10±2,54 мл, р=0,720). При этом следует дополнительно подчеркнуть: как средний объем порции мочи, так и некоторые индивидуальные значения не считаются физиологичными, хоть и не достигают максимальной (предельной) емкости мочевого пузыря.

В проведенном А.Б. Мирошниковым и соавт. исследовании (2022) [20] оценивали изменения, происходящие в организме при приеме 200 мл быстрорастворимого кофе и 200 мл пакетированного черного чая с 2 кусками сахара. Результаты исследования показывают, что в выборке молодых здоровых лиц без ожирения нарушение стандартизации БИА перед проведением тестирования (прием 200 мл воды с 1 чайной ложкой растворимого кофе) не оказало существенного влияния на полученные значения доли ЖМТ, СММ, АКМ, общей воды организма и ФУ. Прием аналогичного количества заваренного в течение 5 мин пакетированного черного чая с 2 кусками сахара статистически значимо изменял показатели доли АКМ и ФУ на протяжении 135 мин измерений. Причем в группе лиц с долей ЖМТ 9,0 [8,7; 9,05]% при приеме черного чая с сахаром не выявлено статистически значимых изменений ни по одному показателю, а в группе лиц с долей ЖМТ 23,4 [22,6; 27,1]% нарушение стандартизации приводило к статистически значимым разнонаправленным изменениям доли АКМ и ЖМТ, а также ФУ. Через 120 мин после употребления черного чая с сахаром доля АКМ статистически значимо увеличилась у 87,5%, а через 135 мин - у всех обследуемых. Через 120 мин после употребления чая с сахаром значения ФУ статистически значимо увеличились у 62,5%, а через 135 мин - у 87,5% обследуемых. У 80% обследуемых доля ЖМТ статистически значимо снизилась через 135 мин после употребления чая с сахаром.

В исследовании, определяющем влияние потребления 200 мг кофеина на содержание жира и воды в организме у лиц, являющихся регулярными потребителями кофе, приняли участие 20 практически здоровых мужчин (26,6±4,1 года), которые были идентифицированы как постоянные потребители кофеина (≥1 порции 95 мг кофеина в день, ≥4 дней в неделю) [21]. Участники проходили обследование троекратно: 1-й визит служил контролем, измерение проводили натощак на фоне привычного пищевого рациона; во 2-й визит они получали капсулу плацебо, содержащую 200 мг декстрозы; в 3-й визит участники получали капсулу, содержащую 200 мг кофеина. Во время каждого визита проводили 7 многочастотных измерений на БИ-анализаторе InBody 770 (InBody USA, Серритос, Калифорния, США) до и спустя 15, 30, 45, 60, 75 и 90 мин после приема капсул. Было показано, что в контрольный день в организме обследуемых происходили изменения, аналогичные тем, что ранее были описаны при динамических наблюдениях в состоянии натощак [16-18]: достоверно увеличивалась доля ЖМТ (на 0,8%), уменьшались показатели общей и внутриклеточной воды организма при неизменившемся количестве внеклеточной воды организма. При этом при 2-м и 3-м обследовании изменения в компонентном составе тела были аналогичными: достоверно повысилась доля ЖМТ (на 1,2% как в группе участников, получавших плацебо, так и у получавших кофеин), снижались показатели общей и внутриклеточной воды организма при неизменившемся количестве внеклеточной воды организма. Проведенное обследование показало, что изменения, произошедшие в составе тела при потреблении 200 мг кофеина, не растворенного в жидкости или воде, не отличаются от изменений, происходящих на фоне приема плацебо или на фоне привычного рациона питания. На основании полученных результатов авторы сделали вывод о том, что для постоянных потребителей кофеина ограничение в кофе перед обследованием не должно являться строгой мерой подготовки. Однако следует учитывать, что в исследовании использовалась доза в 200 мг в форме капсулы, а не в качестве напитка, потребление которого может влиять на показатели БИА, как это было показано ранее [17].

Влияние физических упражнений на показатели состава тела. Отказ от ФН в течение 12 ч перед исследованием является одной из рекомендаций перед проведением БИА [4, 6].

При изучении влияния максимальных и субмаксимальных аэробных упражнений на процент жира в организме с использованием БИА были обследованы 63 здоровых, активно занимающихся спортом взрослых (31 женщина: возраст 20,0±1,4 года, рост 164,8±5,9 см, масса тела 62,4±10,0 кг, ИМТ 23,0±3,4 кг/м²; 32 мужчины - 20,7±1,7 года, 175,1±9,5 см, 79,2±11,3 кг, 25,1±3,1 кг/м² соответственно) [22]. Для БИА использовали 2 вида электронных весов с функцией анализа состава тела - 4-контактный БИ-анализатор Tanita TBF-300A (схема наложения электродов "нога-нога", положение при измерении - стоя) и 8-контактный БИ-анализатор Tanita BC-418 (схема наложения электродов "2 руки - 2 ноги", положение при измерении - стоя). Измерения состава тела были выполнены непосредственно перед тренировкой и в течение 5 мин после завершения аэробной тренировки. Результаты исследования показали, что после аэробной ФН достоверно снижаются показатель импеданса, масса тела, ЖМТ и доля ЖМТ (на 1,0-1,8% после максимальной и на 1,2-1,7% после субмаксимальной нагрузки как в мужской, так и в женской группах), а показатели ТМТ и общей воды организма достоверно увеличиваются при определении обоими БИ-анализаторами.

Исследование, касающееся изучения влияния силовой ФН на компонентный состав тела, измеренный с помощью двух БИ-анализаторов [22], интересно как с точки зрения оценки влияния ФН на показатели БИА, так и с точки зрения оценки влияния потребления 500 мл воды на показатели БИА в отсутствие ФН и каких-либо других факторов. В исследовании приняли участие 86 добровольцев в возрасте от 18 до 30 лет (45 женщин: возраст - 22,6±4,8 года, рост - 162,7±6,2 см, масса тела - 66,0±12,5 кг, ИМТ 24,8±4,4 кг/ м²; 41 мужчина - 22,3±4,1 года, 175,8±5,5 см, 88,5±20,5 кг, 28,6±6,1 кг/м² соответственно). БИА проводили двукратно: в группе с силовой ФН - до и через 60 мин после интенсивной силовой нагрузки (схема из 8 упражнений по 10-12 повторений каждое, в 3 подхода); в группе сравнения - двукратно с интервалом в 60 мин, в течение которых обследуемые не выполняли никакой ФН.

Во время обследования каждый измеряемый выпил воду в объеме 500 мл. В основной группе потребление воды обеспечило профилактику обезвоживания, обусловленного силовой ФН; в группе сравнения - поддерживало валидность проведения сравнительного исследования. В группе сравнения, которая целый час не выполняла ФН, общая МТ увеличилась на 500 г. В группе с силовой ФН МТ к концу обследования увеличилась на 200 г у женщин, что говорит о потере 300 г массы тела за счет потери воды с потом и выдыхаемым воздухом за время часовой силовой тренировки при достаточном восполнении жидкости; у мужчин масса тела осталась прежней, что свидетельствует о потере 500 г массы тела и полном восполнении жидкости.

При оценке изменений, произошедших в основной группе при использовании 8-контактного БИ-анализатора выявлено значительное уменьшение ЖМТ, доли ЖМТ (женщины - на 0,9%; мужчины - на 1,4%) и показателя импеданса при одновременном возрастании ТМТ и общей воды организма после тренировки как в женской, так и в мужской группе. При использовании 4-контактного БИ-анализатора не было выявлено значимых различий по ЖМТ, доле ЖМТ, импедансу, ТМТ и общей воде организма, хотя направленность изменения показателей была аналогичной выявленной при измерении 8-контактным БИ-анализатором.

Что касается влияния потребления 500 мл воды на показатели БИА, это исследование [22] подтвердило результаты предыдущих работ [18, 19], указывающие на повышение сопротивления организма, ЖМТ и доли ЖМТ, а также на уменьшение ТМТ, АКМ и СММ после употребления чистой воды. Эти результаты касаются измерений, проведенных как на 8-контактном, так и на 4-контактном БИ-анализаторе "нога-нога", практически не затрагивающем при измерении туловище. ЖМТ возросла как в мужской, так и в женской группе при измерении 4-контактным БИ-анализатором "нога-нога" на 0,5 кг в абсолютных и на 0,4% в относительных величинах у мужчин и на 0,3 кг и 0,4% у женщин; при измерении анализатором "2 руки - 2 ноги" этот показатель возрос на 0,5 кг и 0,5% у мужчин и 0,5 кг и 0,6% у женщин. Как уже было показано ранее, эти изменения покрываются процентом ошибки метода, однако должны быть учтены исследователями при проведении измерений, когда нарушено стандартное условие измерения натощак.

Исследование, оценивающее влияние аэробной и силовой ФН [22] на показатели БИА, продемонстрировало значительное снижение ЖМТ и значений импеданса при проведении измерения сразу после тренировки на сегментном 8-точечном анализаторе. Это подтверждает, что физические упражнения, независимо от режима энергообеспечения (аэробные или анаэробные), оказывают существенное влияние на показатели состава тела и оценку состояния гидратации организма, тем самым поддерживая традиционные рекомендации по соблюдению стандартных условий измерения в части исключения ФН перед проведением обследования.

Эти же авторы, подобно предыдущему исследованию, показали, что после 30-минутной циклической нагрузки на велотренажере доля ЖМТ статистически значимо уменьшается, причем это снижение напрямую зависит от интенсивности тренировки [23]. В то же время регистрируемая разница доли ЖМТ до и после нагрузки зависит от типа анализатора. Так, после тренировки достоверно значимое снижение доли ЖМТ было зарегистрировано как при использовании 4-контактного БИ-анализатора (тип измерения "нога-нога") [на 0,3% при 70% от максимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС_макс.) и на 0,5% при 85% от ЧСС_макс.], так и при использовании 8-контактного БИ-анализатора ("2 ноги - 2 руки") (на 0,8% при 70% от ЧСС_макс. и на 1,4% при 85% от ЧСС_макс.), т.е. анализатор, измеряющий биоимпеданс по принципу "2 ноги - 2 руки", показал большие различия.

При оценке распределения жидкости в организме под действием ФН чаще всего пользуются тестами на велоэргометре или силовыми упражнениями с нагрузкой [24-26].

G. Sjogaard и соавт. (1982) показали, что внеклеточное водное пространство увеличивается в тренируемой нижней конечности, но не в относительно неактивных мышцах верхней конечности [24]. В икроножной мышце нижней конечности, которая была активна во время упражнений на велосипеде (нагрузка, требующая около 120% максимального потребления кислорода VO₂ max) после 9 мин нагрузки среднее общее содержание воды увеличилось с 313 мл/100 г ТМТ в состоянии покоя до 359 мл/100 г ТМТ после тренировки, а среднее содержание внеклеточной воды увеличилось с 33 до 60 мл/100 г ТМТ. Концентрация лактата в икроножной мышце увеличилась с 5,7 до 30,6 ммоль/л, а внеклеточная концентрация лактата составила 13,6 ммоль/л в конце нагрузки; градиент концентрации лактата способствовал поступлению воды во внеклеточное пространство из внутриклеточного. В относительно неактивной мышце (трицепс плеча) во время упражнений на велоэргометре содержание общей, внеклеточной воды и лактата было одинаковым до и после ФН.

Как было показано еще в 1995 г. [25], после физических упражнений (приседание со штангой) происходит уменьшение объема плазмы и значительное движение жидкости из сосудистого пространства во внесосудистое с последующим избирательным увеличением площади поперечного сечения только активных скелетных мышц. Данные были получены до тренировки и сразу после, а также через 15 и 45 мин после нее. Абсолютная потеря объема плазмы коррелировала с абсолютным увеличением площади поперечного сечения мышц сразу после тренировки, что подтверждает представление о том, что увеличение размера мышц после упражнений с отягощениями отражает в первую очередь движение жидкости из сосудистого пространства в активные, а не в неактивные мышцы.

Показано, что во время субмаксимальных циклических упражнений на велоэргометре гемоконцентрация, т.е. выход крови из сосудистого русла и приток ее к рабочим мышцам, происходит быстро (в течение 5 мин) и новый объем плазмы сохраняется, если рабочая нагрузка остается постоянной. Если же нагрузка является ступенчатой и нарастает постепенно, между потерей объема плазмы и рабочей нагрузкой во время выполнения упражнений с пошаговым циклом существует линейная зависимость, которая не зависит от температуры окружающей среды, состояния гидратации и уровня физической подготовки [26]. При оценке распределения объема плазмы при 2 разных скоростях педалирования (50 и 90 об/мин), но с одинаковой мощностью нагрузки (30-минутные велоэргометрические тесты с возрастающей ФН с 20 до 70% от пикового значения потребления кислорода, 6 ступеней нагрузки по 5 мин), было показано, что потери объема плазмы во время тренировки нарастали и напрямую зависели от интенсивности нагрузки, однако не различались достоверно в 2 группах и составили 7,0% при 50 об/мин и -7,6% при 90 об/мин. При этом время полного восстановления объема плазмы после окончания ФН было разным: у выполнявших тест с более высокой скоростью вращения педалей время обратного наполнения лимфатических сосудов было большим, о чем свидетельствовала разница в концентрации альбумина в плазме крови обследованных 2 групп.

Следовательно, проведение БИА с исключением тяжелой ФН за 12 ч до измерения является важным условием получения корректных результатов оценки состава тела.

Изменение показателей биоимпедансного анализа в клинических условиях. M.R. Scheltinga и соавт. (1991) [27] наблюдали изменения, произошедшие в показателях БИА, после внутривенной инфузии 1 л физиологического раствора, а также после донорства 48 мл крови. Инфузия физиологического раствора в течение 15 мин в количестве 1000 мл влияла на результаты БИА значительным уменьшением сопротивления и значительным увеличением показателя общей воды организма; при этом донорство крови в объеме 480 мл вызвало противоположные изменения - значительно увеличилось сопротивление организма и значительно уменьшился показатель общей воды организма.

Анализ результатов исследований по проведению БИА при нарушении какого-либо стандартного условия измерения показал, что результаты БИА напрямую зависят от типа используемых одноразовых биоадгезивных электродов [7], расстояния между 2 электродами [8], вентрального или дорсального места крепления электродов [11, 12], положения тела во время измерения (положение лежа на спине, положение стоя) [15], длительности нахождения обследуемого в состоянии натощак с момента утреннего пробуждения [16-18], потребления пищи, некоторых видов жидкости, воды и кофеина [17-21], измерения сразу и в течение часа после ФН [22, 23], некоторых медицинских вмешательств, изменяющих объем жидкости в организме, например внутривенных вливаний или донорства крови [27].

Обобщение сведений, полученных при подготовке данной статьи, позволяет проследить следующие изменения и их тенденции, происходящие с показателями сопротивления организма и состава тела при нарушении какого-либо из стандартных условий при проведении БИА (см. таблицу).

После аэробной и анаэробной ФН, при смене стандартного положения электрода на нижней конечности [когда измерительный электрод перемещен с линии сочленения заплюсневого сустава (вентральное положение) на ахиллово сухожилие (дорсальное положение)], при изменении положения тела из положения лежа в положение стоя, а также после внутривенного введения 1000 мл физиологического раствора показатели сопротивления организма и доли ЖМТ достоверно уменьшаются, а показатели общей воды организма, ТМТ, АКМ и СММ достоверно увеличиваются. Противоположные тенденции в изменении показателей были получены после потребления воды, пищи, донорства крови в объеме 480 мл, при использовании биоадгезивных электродов с маленькой контактной поверхностью (площадью прилегания), при длительном (60-240 мин) исследовании натощак, а также при потребления безводного кофеина в капсулах (200 мг, без растворения в воде, 60 мин), кофеина в качестве напитка и черного чая с сахаром: показатели сопротивления организма и доля ЖМТ достоверно увеличились, а показатели общей воды организма, ТМТ, АКМ и СММ достоверно уменьшились.

Заключение

Согласно данным проанализированных в статье работ, следует соблюдать стандартные условия подготовки к БИА и его проведения. Рекомендуется проводить БИА в утренние часы, в состоянии натощак (последний прием пищи осуществить накануне вечером в 19 ч), после 8-часового сна. При нарушении временного интервала от момента утреннего подъема до самого измерения, при условии, что обследуемый до сих пор находится в состоянии натощак, изменяется статус гидратации организма, происходит естественная потеря жидкости (с потом и выдыхаемым воздухом), что отражается на результатах оценки состава тела. Поэтому при измерении в течение дня нужно учитывать, что чем дольше длится состояние натощак, тем ниже будут показатели водных секторов организма и, соответственно, ТМТ, АКМ и СММ и выше - показатели ЖМТ.

Потребление воды и пищи, кофеина в капсулах и в качестве напитка и черного чая с сахаром непосредственно перед процедурой БИА, а также за 1-4 ч до процедуры увеличивает значения измеренного импеданса и доли ЖМТ и, соответственно, уменьшает значения водных секторов, ТМТ, АКМ и СММ, что следует иметь в виду при обследовании пациента, пришедшего не натощак на процедуру измерения.

Важным моментом является использование биоадгезивных электродов, так как их размер, место прикрепления к конечности, а также расстояние между измерительным и токовым электродами играет важную роль в получении корректных результатов БИА.

Необходимо помнить, что результаты динамических измерений и их достоверность зависят и от прибора, на котором производилось измерение состава тела. Было показано, что в некоторых случаях у одних и тех же обследованных на одном приборе были выявлены достоверные изменения в составе тела, а на другом достоверных изменений выявлено не было. Так, например, при измерении динамики на 8-контактном БИ-анализаторе изменения были выявлены, а при измерении на анализаторе "нога-нога" - нет, скорее всего, вследствие того, что сегментный 8-контактный анализатор проводит измерение с туловищем и лучше определяет распределение жидкости в организме, а также попадающую в желудок и кишечник пищу, тогда как анализатор "нога-нога" имеет принцип измерения, когда токи проходят только через ноги, затрагивая лишь нижнюю часть туловища, что может быть причиной недооценки перераспределения жидкости и нахождения дополнительной пищи и воды в желудке и кишечнике [22].

Изменение положения тела человека при измерении из положения лежа в положение стоя может быть применимо у индивидов, имеющих травму, ожог или ушиб [как на спине, так и на конечностях - ладонной и тыльной частях кисти, плантарной (подошвенной) и тыльной частях стопы, на протяжении всех конечностей] с невозможностью принять положение лежа на спине, если анализатор предназначен для измерения обследуемого в положении лежа. В клинической практике в некоторых случаях анализаторы с возможностью измерения методом наклеивания электродов к коже на конечностях имеют преимущества перед анализаторами с электродами в форме ручек (для контакта с руками) и стационарных платформ с электродами (для контакта с ногами).

Несмотря на то что все полученные изменения показателей сопротивления организма и состава тела, наблюдаемые после нарушения одного из стандартных условий измерения, практически всеми исследователями (кроме исследований по оценке влияния ФН) были приравнены к погрешности метода биоимпедансометрии, а также к различиям, получаемым при измерении на разных приборах, соблюдение стандартных условий является неотъемлемой частью проведения БИА. Считается допустимым проводить БИА с нарушением одного из стандартных условий измерения, если иное измерение невозможно, за исключением проведения БИА после ФН.

Литература

1. Deurenberg P., Weststrate J.A., Paymans I., van der Kooy K. Factors affecting bioelectrical impedance measurements in humans // Eur. J. Clin. Nutr. 1988. Vol. 42, N 12. Р. 1017-1022.

2. Gallagher M., Walker K.Z., O’Dea K. The influence of a breakfast meal on the assessment of body composition using bioelectrical impedance // Eur. J. Clin. Nutr. 1998. Vol. 52, N 2. Р. 94-97. DOI: https://doi.org/10.1038/sj.ejcn.1600520

3. Pialoux V., Mischler I., Mounier R., Gachon P., Ritz P., Couder J., Fellmann N. Effect of equilibrated hydration changes on total body water estimates by bioelectrical impedance analysis // Br. J. Nutr. 2004. Vol. 91, N 1. Р. 153-159. DOI: https://doi.org/10.1079/bjn20031031

4. Heyward V.H., Wagner D.R. Applied Body Composition Assessment. 2nd ed. Champaign, IL : Human Kinetics, 2004. 268 p. ISBN: 9780736046305.

5. Kyle U.G., Bosaeus I., De Lorenzo A.D., Deurenberg P., Elia M., Manuel Gómez J. et al. Bioelectrical impedance analysis - part II: utilization in clinical practice // Clin. Nutr. 2004. Vol. 23, N 6. Р. 1430-1453. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clnu.2004.09.012

6. Николаев Д.В., Смирнов А.В., Бобринская И.Г., Руднев С.Г. Биоимпедансный анализ состава тела человека. Москва : Наука, 2009. 392 c. ISBN: 978-5-02-036696-1.

7. Dupertuis Y.M., Pereira A.G., Karsegar V.L., Hemmer A., Biolley E., Collet T.-H. et al. Influence of the type of electrodes in the assessment of body composition by bioelectrical impedance analysis in the supine position // Clin. Nutr. 2022. Vol. 41, N 11. Р. 2455-2463. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clnu.2022.09.008

8. Moon J.R., Stout J.R., Smith A.E., Tobkin S.E., Lockwood C.M., Kendall K.L. et al. Reproducibility and validity of bioimpedance spectroscopy for tracking changes in total body water: implications for repeated measurements // Br. J. Nutr. 2010. Vol. 104, N 9. Р. 1384-1394. DOI: https://doi.org/10.1017/s0007114510002254

9. Dunbar C.C., Melahrinides E., Michielli D.W., Kalinski M.I. Effects of small errors in electrode placement on body composition assessment by bioelectrical impedance // Res. Q. Exerc. Sport. 1994. Vol. 65, N 3. Р. 291-294. DOI: https://doi.org/10.1080/02701367.1994.10607631

10. Elsen R., Siu M.-L., Pineda O., Solomons N.W. Sources of variability in bioelectrical impedance determinations in adults // In Vivo Body Composition Studies / eds K.J. Ellis, S. Yasumura, W.D. Morgan. London : Bocardo Press, 1987. P. 184-188.

11. Grisbrook T.L., Kenworthy P., Phillips M., Gittings P.M., Wood F.M., Edgar D.W. Alternate electrode placement for whole body and segmental bioimpedance spectroscopy // Physiol. Meas. 2015. Vol. 36, N 10. Р. 2189-2201. DOI: https://doi.org/10.1088/0967-3334/36/10/2189

12. Edwick D.O., Hince D.A., Rawlins J.M., Wood F.M., Edgar D.W. Alternate electrode positions for the measurement of hand volumes using bioimpedance spectroscopy // Lymphat. Res. Biol. 2020. Vol. 18, N 6. Р. 560-571. DOI: https://doi.org/10.1089/lrb.2019.0078

13. Cornish B.H., Jacobs A., Thomas B.J., Ward L.C. Optimizing electrode sites for segmental bioimpedance measurements // Physiol. Meas. 1999. Vol. 20, N 3. Р. 241-250. DOI: https://doi.org/10.1088/0967-3334/20/3/302

14. Kushner R.F., Schoeller D.A. Estimation of total body water by bioelectrical impedance analysis // Am. J. Clin. Nutr. 1986. Vol. 44, N 3. Р. 417-424. DOI: https://doi.org/10.1093/ajcn/44.3.417

15. Rush E.C., Crowley J., Freitas I.F., Luke A. Validity of hand-to-foot measurement of bioimpedance: standing compared with lying position // Obesity. 2006. Vol. 14, N 2. Р. 252-257. DOI: https://doi.org/10.1038/oby.2006.32

16. Выборная К.В., Соколов А.И., Раджабкадиев Р.М., Кобелькова И.В., Лавриненко С.В., Пузырева Г.А. и др. Сравнение показателей состава тела, полученных с помощью двух различных приборов для биоимпедансометрии // Однораловские морфологические чтения. Сборник научных трудов, посвященный 120-летию со дня рождения профессора Н.И. Одноралова и 100-летию ВГМУ им. Н.Н. Бурденко. Воронеж : Научная книга, 2018. С. 54-58. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32622739&pff=1 ISBN: 978-5-4446-1087-9.

17. Mota J.F., Gonzalez M.C., Lukaski H., Oto G.L., Trottier C.F., Tibaes J.R.B. et al. The influence of coffee consumption on bioelectrical impedance parameters: a randomized, double-blind, cross-over trial // Eur. J. Clin. Nutr. 2021. Vol. 76, N 2. Р. 212-219. DOI: https://doi.org/10.1038/s41430-021-00932-3

18. Dixon C.B., LoVallo S.J., Andreacci J.L., Goss F.L. The effect of acute fluid consumption on measures of impedance and percent body fat using leg-to-leg bioelectrical impedance analysis // Eur. J. Clin. Nutr. 2005. Vol. 60, N 1. Р. 142-146. DOI: https://doi.org/10.1038/sj.ejcn.1602282

19. Androutsos O., Gerasimidis K., Karanikolou A., Reilly J.J., Edwards C.A. Impact of eating and drinking on body composition measurements by bioelectrical impedance // J. Hum. Nutr. Diet. 2014. Vol. 28, N 2. Р. 165-171. DOI: https://doi.org/10.1111/jhn.12259

20. Мирошников А.Б., Лапаева А.Г., Танникова О.С. Влияние приема кофеиносодержащих напитков на изменение показателей состава тела, измеренных биоэлектрическим импедансом // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2022. Т. 17, № 3. С. 146-154. DOI: https://doi.org/10.14526/2070-4798-2022-17-3-146-154

21. Williamson C.M., Nickerson B.S., Bechke E.E., McLester C.N., Kliszczewicz B.M. Influence of acute consumption of caffeine vs placebo over Bia-derived measurements of body composition: a randomized, double-blind, crossover design // J. Int. Soc. Sports Nutr. 2018. Vol. 15. Р. 7. DOI: https://doi.org/10.1186/s12970-018-0211-5

22. Dixon C.B., Andreacci J.L. Effect of resistance exercise on percent body fat using leg-to-leg and segmental bioelectrical impedance analysis in adults // J. Strength Cond. Res. 2009. Vol. 23, N 7. Р. 2025-2032. DOI: https://doi.org/10.1519/jsc.0b013e3181b86735

23. Andreacci J.L., Nagle T., Fitzgerald E., Rawson E.S., Dixon C.B. Effect of exercise intensity on percent body fat determined by leg-to-leg and segmental bioelectrical impedance analyses in adults // Res. Q. Exerc. Sport. 2013. Vol. 84, N 1. Р. 88-95. DOI: https://doi.org/10.1080/02701367.2013.762314

24. Sjogaard G., Saltin B. Extra- and intracellular water spaces in muscles of man at rest and with dynamic exercise // Am. J. Physiol. 1982. Vol. 243, N 3. Р. 271-280. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpregu.1982.243.3.r271

25. Ploutz-Snyder L.L., Convertino V.A., Dudley G.A. Resistance exercise-induced fluid shifts: change in active muscle size and plasma volume // Am. J. Physiol. 1995. Vol. 269, N 3. Р. 536-543. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpregu.1995.269.3.r536

26. Pivarnik J.M., Montain S.J., Graves J.E., Pollock M.L. Alterations in plasma volume, electrolytes and protein during incremental exercise at different pedal speeds // Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. 1988. Vol. 57, N 1. Р. 103-109. DOI: https://doi.org/10.1007/bf00691247

27. Scheltinga M.R., Jacobs D.O., Kimbrough T.D., Wilmore D.W. Alterations in body fluid content can be detected by bioelectrical impedance analysis // J. Surg. Res. 1991. Vol. 50, N 5. Р. 461-468. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-4804(91)90025-h

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)