Dotychczas ocenę zagrożenia chorobami związanymi z otyłością przeprowadzano z użyciem wskaźnika BMI. Jest on tani, ogólnodostępny i nie wymaga inwazyjnych technik pomiaru. Na poziomie populacyjnym BMI silnie koreluje z ilością tkanki tłuszczowej w ciele. Jednak jeśli przyjrzymy się bliżej poszczególnym pacjentom, u osób o takim samym BMI dystrybucja masy wygląda zupełnie inaczej.
Pacjent o masie ciała 90 kg i wzroście 175 cm może być dobrze zbudowanym sportowcem, na którego masę składa się głównie masa mięśniowa. Może też omijać siłownie z daleka, a na jego wagę w największym stopniu wpływa gromadząca się tkanka tłuszczowa. Nie tylko tryb życia ma tutaj znaczenie. U starszych pacjentów objętość tłuszczu jest wyższa niż u pacjentów młodszych, ponieważ z wiekiem zanikają powoli mięśnie. Odmienny rozkład składu ciała przekłada się na odmienne ryzyko wystąpienia incydentów sercowo-naczyniowych i sam BMI nam o tym nie powie.
Pomiar objętości tkanki tłuszczowej a analiza składu ciała
Parametry zależne od wieku, płci i trybu życia można zbadać przy użyciu impedancji bioelektrycznej (BIA). Metoda ta polega na przepuszczeniu przez tkanki prądu elektrycznego o niskim natężeniu i zbadaniu ich oporu. Ponieważ jest nieinwazyjna, można ją stosować u osób w każdym wieku, praktycznie niezależnie od stanu zdrowia. Służy określeniu zawartości tkanki tłuszczowej oraz masy wody, kości i mięśni oraz ich procentowego udziału w całkowitej masie ciała pacjenta. Jest na tyle bezpieczna, że powszechnie wykorzystuje się ją nie tylko do badań diagnostycznych, lecz także w klubach fitness i centrach odchudzania. BIA daje precyzyjne, powtarzalne wyniki, ale nie odróżnia tkanki tłuszczowej podskórnej od tkanki tłuszczowej trzewnej.
Czym się różnią tkanki tłuszczowe
Tkanka tłuszczowa aktywnie uczestniczy w przemianach metabolicznych ustroju. W zależności od lokalizacji anatomicznej można wyróżnić trzewną tkankę tłuszczową (znajdującą się w sieci i krezce) oraz tkankę tłuszczową podskórną (występującą głównie w okolicy ud, pleców i przedniej ściany jamy brzusznej).
Tkanka tłuszczowa podskórna stanowi ok. 80% tkanki tłuszczowej w organizmie i pełni głównie funkcję rezerwuaru energetycznego. Nadmiar wolnych kwasów tłuszczowych (WKT) jest przechowywany w adipocytach w postaci triglicerydów. Kiedy zdolność magazynowania zostaje przekroczona, WKT zaczynają się odkładać w innych miejscach, głównie we wnętrzu jamy brzusznej. Znajdująca się tam trzewna tkanka tłuszczowa fizjologicznie pełni funkcję ochronną narządów.
U mężczyzn odpowiada za 10-20% tłuszczów zgromadzonych w organizmie, a u kobiet za ok. 5-8%. Jest dużo aktywniejsza metabolicznie od tkanki podskórnej. Zawiera więcej komórek układu odpornościowego, a przepływająca przez nią krew spływa prosto do wątroby układem wrotnym. Przez różnice w budowie i funkcji, to właśnie tkanka trzewna powiązana jest z hiperinsulinemią, hipertriglicerydemią, insulinoopornością, większym ryzykiem cukrzycy typu II i nadciśnieniem tętniczym.
Analiza składu ciała na podstawie tomografii jamy brzusznej
Dr Maguida ze szpitala klinicznego Brigham and Women’s Hospital przeglądając liczne tomografie komputerowe, dostrzegła ile niewykorzystanych informacji o zdrowiu pacjenta, dostarcza jedno wykonanie badanie. Brakowało jej jednak odpowiednich narzędzi, by móc efektywnie zinterpretować zarejestrowane obrazy. Wraz z multidyscyplinarnym zespołem badaczy wykorzystali sztuczną inteligencję (AI), aby na podstawie wykonywanych z innych wskazań tomografii komputerowych jamy brzusznej, przeprowadzić analizę składu ciała pacjenta. Do badań wykorzystano przekrój ciała na wysokości 3 kręgu lędźwiowego.
Spośród wszystkich pacjentów szpitala, u których w 2012 roku wykonano diagnostykę tomograficzną, wykluczono chorych z problemami sercowymi i nowotworami. Pozwoliło to na zaliczenie do grupy badawczej 12 128 osób. W obrazie przekroju jamy brzusznej każdego z nich wyznaczono 3 przedziały: przedział mięśniowy, tkankę tłuszczową podskórną i tkankę tłuszczową trzewną. Następnie dla każdego elementu obliczono średnią wartość, dzieląc pacjentów na grupy ze względu na ich rasę, wiek i płeć. Do celów analizy statystycznej uzyskane podczas interpretacji TK wartości zestawiono ze średnimi dla danej grupy (standaryzacja Z). W badaniu retrospektywnym sprawdzono historię choroby każdego z pacjentów pod kątem wystąpienia incydentów sercowo-naczyniowych w okresie 5 lat następujących po wykonanej tomografii. Znaleziono 1,560 zawałów serca i 938 udarów.
Pomiar objętości tkanki tłuszczowej – wnioski
Pacjentów biorących udział w badaniu podzielono na 4 podgrupy w zależności od stopnia, w jakim uzyskane dane o składzie ciała odbiegały od obliczonej średniej. U pacjentów zaliczonych do 4 grupy, czyli o największej objętości trzewnej tkanki tłuszczowej, wykazano większe ryzyko wystąpienia zawału serca w ciągu 5 lat. Dowiedziono również, że u pacjentów z grupy 1, najmniejsza objętość tkanki jest czynnikiem ochronnym przed udarem mózgu.
Analiza składu ciała na podstawie TK jamy brzusznej nie udałaby się, gdyby nie możliwość zastosowania sztucznej inteligencji. Dzięki AI badacze mogli wykonać wiele obliczeń w krótkim czasie, uzyskując dostęp do dotychczas niezauważonych, informacji o zdrowiu pacjenta. Przeprowadzona przez zespół analiza statystyczna wykazała, że objętość trzewnej tkanki tłuszczowej jest niezależnym czynnikiem ryzyka zawału serca i udaru. W przypadku BMI nie udało się wskazać takiej zależności.
Literatura:
1. Notatka prasowa: AI Abdominal Fat Measure Predicts Heart Attack and Stroke, The Radiological Society of North America 02.12.2020
2. Anna Lewitt, Elżbieta Mądro, Andrzej Krupienicz, Podstawy teoretyczne i zastosowania analizy impedancji bioelektrycznej (BIA), Endokrynol. Otył. Zab. Przem. Mat 2007;2(4):79-84
3. Gonzalez MC, Correia MITD, Heymsfield SB. A requiem for BMI in the clinical setting. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2017 Sep;20(5):314-321
