Совместимость методов калипероментрии и биоимпедансного анализа в антропометрии  велосипедистов

Compatibility of caliperometry and bioimpedance analysis methods in anthropometry of cyclists 

 

Авторы:

Орлов Андрей Викторович

ГАУ Свердловской области "Спортивная школа олимпийского резерва по велоспорту "Велогор", г. Верхняя Пышма, Россия.

e-mail: oavsmp@mail.ru

Orlov Andrey Viktorovich 

Velogor Olympic Reserve Sports School, Verkhnyaya Pyshma, Russia.

e-mail: oavsmp@mail.ru

Потапов Иван Сергеевич

ГАУ Свердловской области "Спортивная школа олимпийского резерва по велоспорту "Велогор", г. Верхняя Пышма, Россия.

e-mail: vanek_1046@mail.ru

Potapov Ivan Sergeevich

Velogor Olympic Reserve Sports School, Verkhnyaya Pyshma, Russia.

e-mail: vanek_1046@mail.ru

Поляков Арсений Романович

ФГБОУ ВО "Уральский государственный медицинский университет", Екатеринбург, Россия.

e-mail: fihnwall@gmail.com

Polyakov Arseniy Romanovich

Ural State Medical University, Yekaterinburg, Russia.

e-mail: fihnwall@gmail.com

Каминская Людмила Александровна

ФГБОУ ВО "Уральский государственный медицинский университет", Екатеринбург, Россия.

e-mail: ugma@yandex.ru

Kaminskaia Lyudmila Aleksandrovna

Ural State Medical University, Yekaterinburg, Russia.

e-mail: ugma@yandex.ru

 

Аннотация: В статье представлены результаты исследования совместимости методов калиперометрии и биоимпедансного анализа (БИМ) в оценке антропометрических данных 16 спортсменов–велосипедистов. В ходе испытаний  биоимпедансный метод  (прибор Taтnita BC-545 N)  показал, что обладает сходными точностными характеристиками для оценки индекса массы тела (ИМТ), жировой массы в качестве измерительного устройства в сравнении калиперометрией. Оба метода имеют высокую совместимость при определении ИМТ в разнополых и однородных по гендерному признаку группах. Устройство Taтnita BC-545 N является допустимым образцом для проведение экспресс тестов  для определения ИМТ, жировой и мышечной массы в динамике  тренировок  спортсменов-велосипедистов.  

Abstract: Тhe article presents the results of a study on the compatibility of methods of caliperometry and bioimpedance analysis (BIM), and in the assessment of anthropometric data of 16 athletes-cyclists. During the tests, the bio-impedance method (Tatnita BC-545 N device) showed that it has similar accuracy characteristics for assessing body mass index (BMI), fat mass as a measuring device in comparison with caliperometry. Both methods are highly compatible in determining BMI in heterogeneous and gender-homogeneous groups. The Tatnita BC-545 N device is a valid model for conducting rapid tests to determine BMI, fat and muscle mass in the dynamics of training athletes-cyclists.

Ключевые слова: антропометрия, велосипедисты, калиперометрия, биоимпедансный метод,  корреляционный анализ.

Key words:  anthropometry, cyclists, caliperometry, bioimpedance method, correlation analysis.

Тематическая рубрика: Спорт и здоровьесбережение.

 

Антропометрия как научное медицинское направление выделилась сравнительно недавно. Её начали применять лишь во второй половине XX столетия,  первые работы встречаются  в 1942  г.(Behnke et al), затем с 1952 г. можно найти регулярно проводимые исследования  (Edelman et al. ,1952) ; Мартиросов и др., 2006).

Одним из направлений антропометрии является анализ состава тела. Соотношения костной, мышечной, жировой  масс, общей воды организма, висцерального жира вносят значительный вклад в развитие старения, хронических заболеваний, повышение заболеваемости и смертности В спорте этот метод нашел применение  для определения степени тренированности спортсмена, его физической формы и готовности к соревнованиям. Для получения правильных выводов при обследовании необходимо учитывать множество  разных факторов, в  первую очередь, профиль спортивной деятельности.

В занятиях велосипедным спортом  велосипедисты всех специализаций имеют схожий тип тела. Антропометрическими особенностями представителей данного вида спорта  являются менее развитая мускулатура брюшного пресса, верхнего плечевого пояса, в сравнении с мышцами ног, ягодиц, которые выполняют в велоспорте основную работу. У них хрупкая верхняя часть тела, как у бегунов, но в то же время мускулистые ноги,  которые  выполняют в велоспорте всю работу. Очень низкий процент жировой массы - еще один признак успешного велосипедиста.

В антропометрических оценках готовности спортсменов к выполнению необходимой физической нагрузки нашли распространение  доступные  методы определения индекса массы тела (ИМТ), доли  (%) мышечной  и жировой массы.  Белые анаэробные  мышечные волокна обеспечивают быстрое включение в физическую  нагрузку и,  несмотря на низкий энергетический  коэффициент полезного действия, сохраняют субстрат глюкозу  в организме  в цикле Кори через использование в глюконеогенезе  образующегося в процессе анаэробного гликолиза лактата.

Мышечные волокна  с высоким кровоснабжением (медленные мышцы) имеют высокий метаболический коэффициент, снижают резистентность к инсулину. Их деятельность активирует выделение соматотропного гормона,  увеличивает плотность костной ткани и снижает риск остеопороза. Липиды организма (жиры) служат энергетическим депо организма. Гарантируют длительную физическую деятельность  без развития ацидоза в условиях кислородного обеспечения и нормального уровня глюкозы. 

Регулярный мониторинг процента жира имеет большое значение для спортсменов, успех которых во многом зависит от развития выносливости. Два дополнительных  процента жира в организме могут дать большой скачок результатов, даже если вес тела, а следовательно, ИМТ останутся прежними. В условиях интенсивной физической работы  липолиз  экономит содержание глюкозы крови  в условиях полноценного аэробного обеспечения мышечной ткани.  Методы оценки  мышечных и жировых компонентов тела  в настоящее время достаточно широко разработаны [6].

Наиболее широко   используется метод  калиперометрии, который заключается в измерении толщины кожно-жировых складок на определённых участках тела при помощи специальных устройств — калиперов.  Однако в настоящее время существуют более быстрые методы определения ИМТ, один из которых  биоимпедансный анализ. Биоимпедансный анализ — это контактный метод измерения электрической проводимости биологических тканей, дающий возможность оценки широкого спектра морфологических и физиологических параметров организма.

Цель исследования:  Определить совместимость  методов  калиперометрии (КМ) и биоимпедансного (БИМ) анализа в  оценке антропометрических данных в группе спортсменов-велосипедистов.

Методы и организация исследования.

Исследование проведено с  добровольным участием  воспитанников Государственного автономного учреждения Свердловской области спортивной школы олимпийского резерва по велоспорту «Велогор».  Возраст участников исследования 17-19 лет, 9 юношей и 7 девушек. От  родителей участников в возрасте до 18 лет  получено информированное согласие на исследование  и  обработку данных. Конфликта интересов нет.

Сформированы три группы: группа 1 (общая) и две по гендерному признаку: группа 2(мужчины), группа 3 (женщины). Был использован ластиковый калипер Slim Guide (Rosscraft, Канада; CreativeHealth Products, США),  по своим характеристикам он приближается к профессиональным моделям калиперов. Измеряемый диапазон толщины складок составляет от 0 до 85 мм. Результат измерений округляется до ближайших 0,5 мм, а также  использован измеритель швейный метр. Для биоимпедансного анализа применялись электронные весы с возможностью определения доли жировой и мышечной массы в теле человека Taтnita BC-545 N.

Выбраны три параметра, присутствующие  в обеих методиках: ИМТ, процентное содержание жира, мышечная масса. Проведен анализ исследованных показателей  в  стандартной  программе  STATISTICA -2010:  интервалы средних значений, коэффициенты корреляции (r),  совместимость,  достоверность отличий ( р< 0,05) между показателями.

Результаты исследования и обсуждение. Результаты  исследований, проведенных в общей группе, представлены в таблице 1. Сравнение двух методов  исследования в отношении полученных показателей выявило, что  между показателями ИМТ, жировая масса нет достоверных отличий.

Таблица 1. Показатели антропометрии в общей группе  велосипедистов

Метод анализа	Показатели
	ИМТ	мышечная масса (%)	жировая масса(%)
Калиперометрия	21,4± 1,3	14,4± 5,1	29,1 ± 6,3
Биоимпедансный	21,4± 1,3	16.0 ±5,9	52,1 ± 7,7

 

Совместимость методов  при определении ИМТ  составляет 95,9%, содержания жировой массы ниже и составляет 63,5%, при  определении мышечной массы методы не совместимы. Расчет индекса массы тела  является актуальным, доступным,   информативным, значение для людей старше 17 лет  принято в интервале  18,5-24,99.

С другой стороны у людей с развитой мышечной массой и у людей с большой жировой  массой могут быть  одинаковые показатели, что нарушает  достоверность антропометрических оценок состава тела. Метод парной корреляции между  однородными показателями (КМ/ БПМ), полученными разными методами, выявил прямые сильные связи: при определении ИМТ  r = +0,99; содержания жира r = 0,89; мышечной масса r = + 0,78. Это означает, что оба метода, в принципе, одинаково отражают закономерные связи между антропологическими показателями,  важными в спортивной деятельности.

Физиологические особенности  организма мужчины и женщины находят свое отношение в показателях антропометрии, но для спортивных достижений очень часто эти отличия должны быть минимальными. В таблице 2 представлены результата антропометрии с применением двух исследуемых метолов в группе мужчин и в группе женщин. Совместимость результатов  в определении  ИМТ двумя методами  в обеих группах 99%;  жировой  массы 78% (мужчины),  недостаточная  совместимость  48% (женщины),  вновь не совместимы результаты определения мышечной массы.

Таблица 2. Показатели антропометрии в группах  мужчин и женщин.

Метод анализа	Показатели
	ИМТ	мышечная масса (%)		жировая масса(%)
Мужчины (n =9)
Калиперометрия	21,8± 1.2	34,66 ± 2.97		10,02±  1,96
Биоимпедансный	21,8± 1.0	59,49 ± 3.97		10,44 ±1,78
Женщины ( n =7)
Калиперометрия	20,9 ± 1,1		24,9 ± 2.2	20,8 ± 2,9
Биоимпедансный	20,9±  1.97		42,8± 2.3	23,1± 0,41

 

Имеются достоверные отличия при сравнении  между собой однородных показателей между группами мужчин и женщин, полученных  методом калиперометрии и биоимпедасным методом:  мышечная масса / мышечная масса и жировая масса/ жировая масса  (р <0.05). В то время значения ИМТ в обеих группах не имеют достоверного отличия. Диапазон доли жировой массы среди велосипедистов - мужчин в Европейском пелотоне (термин обозначает плотную группу велосипедистов) составляет 6-11%, при среднем значении - 8%. Диапазон среди элитных велосипедисток имеет тоже  низкие  значения 12-16%. 

Американский совет по физическим упражнениям считает, что для достижения максимальной производительности мужчины должны поддерживать процентное содержание жира в организме от 6 до 13 процентов, а женщины должны поддерживать от 14 до 20 процентов жира в организме. Уровень  жировой массы у молодых велосипедистов  находится в  стандартном диапазоне,  желательном для спортсменов, а у девушек превышает, и находится на верхней границе нормы. Для обнаружения  закономерности  в соотношениях  исследованных показателей в гендерных группах  был использован  метод  парных корреляций  (таблица 3). 

Таблица 3. Парные корреляции показателей антропометрии у велосипедистов.

Методы анализа	Коэффициенты парных корреляций  (r)
	ИМТ/ жир	ИМТ/мышцы
Общая группа
Калиперометрия	+ 0,02	+ 0,44
Биоимпедансный	+  0,2	+ 0,48
Мужчины (n = 9)
Калиперометрия	+ 0,47	+ 0,87
Биоимпедансный	+ 0,84	+ 0,84
Женщины  (n = 7)
Калиперометрия	+ 0,59	+ 0,75
Биоимпедансный	+  0,79	+ 0,46

 

В общей группе всех обследованных спортсменов не выявлено коррелятивных связей между ИМТ и содержанием жировой ткани в организме, но корреляции средней силы  между собой  обнаруживают показатели: прямая связь ИМТ/ мышечная масса и обратная связь  жировая/мышечная масс  (-0,54;  КМ) и  (-0,62;  БМП), что вполне объяснимо.  В   гендерных группах, однородных по  анатомо – физиологическим особенностям,  прослеживаются более сильные корреляции между исследуемыми параметрами  ИМТ/жир, ИМТ/ мышцы.

Выводы. В ходе испытаний  биоимпедансный метод  (прибор Taтnita BC-545 N)  показал, что обладает сходными точностными  характеристиками для оценки ИМТ, жировой массы в качестве измерительного устройствав сравнении калиперометрией. Оба метода имеют высокую совместимость при определении в разнополых и однородных по гендерному признаку группах ИМТ.В  однополых группах при определении связи ИМТ/ жир метод БИМ имеет более высокий коэффициент парной корреляции, а при определении связи ИМТ/ мышцы более высокий коэффициент характерен для метода калиперометрии.

Можно считать, что устройство Taтnita BC-545 N является допустимым образцом для проведение экспресс тестов  для определения ИМТ, жировой и мышечной массы для наблюдений в динамике тренировок спортсменов-велосипедистов.

 

Список литературы:

1. Биоимпедансный анализ состава тела человека / Д.В. Николаев, А.В. Смирнов, И.Г. Бобринская, С.Г. Руднев. — М.: Наука - 2009 — 392 c. — ISBN 978-5-02-036696-1 (в пер.).

2. Биоимпедансометрия как метод оценки компонентного состава тела человека (обзор литературы)/ Гайворонский И.В.[и др.] // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 11. Медицина.- 2017.-  т.12.- вып.4.- С. 365-384.

3. Методические вопросы изучения вариаций подкожного жира: сравнение различных типов калиперов / Руднев С.Г.// Вестник Московского университета. Серия XXIII.- Антропология. – 2017.-№ 3.-С. 4-26.

4. Современные методы оценки состава тела/ Русакова Д.С.[ и др.] // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. .- 2012..- вып.8. - С.71-81.