У пациентов с нарушениями баланса жидкости в организме или изменениями ММТ оценка %ЖМТ с использованием трехкомпонентных моделей дает значительную погрешность. В этом случае

Рис. i.14. Четырехкомпонентные модели состава тела. На диаграмме слева масса тела представлена в виде суммы жировой массы тела (ЖМТ), общей воды организма (ОВО), минеральной массы тела (ММТ) и массы остатка (МО), на диаграмме справа — как сумма жировой массы тела (ЖМТ), клеточной массы тела (КМТ), массы внеклеточной жидкости (ВКЖ) и массы внеклеточных твердых веществ (ВТВ). Относительные размеры секторов соответствуют данным по условному человеку
(см. табл. 1.8 и Прил.З)
используют четырехкомпонентную модель с одновременным определением содержания воды в организме и ММТ (диаграмма слева на рис. 1.14):

где МО — масса остатка (в данном случае — белковой фракции). Вместо ММТ чаще рассматривается минеральная масса костей (ММК), при этом МО представляет собой сумму белковой массы и минеральной массы мягких тканей.
Трехкомпонентные модели на рис. 1.1З получаются из (1.10), если объединить минеральную массу тела с массой остатка, что дает сухую массу тела без жира (СМТБЖ = ММТ + МО), или, в другом случае, — содержание воды в организме с массой остатка, что дает безжировую фракцию мягких тканей (БФМТ = ОВО + МО). Если же объединить ОВО и ММТ, то получится альтернативная модель, которая практически не используется ввиду трудностей определения белковой фракции in vivo (Roche et al., 1996).
Базовое соотношение для оценки %ЖМТ в рассматриваемой четырехкомпонентной модели выводится аналогично (1.6):

где Пммк — плотность костных минералов, а По — плотность остатка, т. е. белковой фракции и минеральных компонентов мягких тканей. Измеряются четыре показателя: масса и плотность тела (МТ, ПТ), содержание воды в организме (ОВО) и минеральная масса костей (ММК). Величины Пжмт, Пово, Пммк, По и соотношение ММК/МО считаются известными. Имеется около 15 формул четырехкомпонентной модели для оценки %ЖМТ. В большинстве случаев при их выводе использованы данные по условному человеку, приведенные в табл. 1.8. Примеры таких формул (Ellis, 2000):

Основная неопределенность для оценки %ЖМТ на основе четырехкомпонентной модели связана с естественной вариацией отношения белок/минеральная масса тела, так как надежная оценка белковой массы in vivo возможна через измерение содержания азота методом нейтронного активационного анализа (п. 1.2.6), доступным лишь в нескольких лабораториях мира. Поэтому обычно указанное соотношение берется фиксированным. Однако известно, что даже при мониторинге краткосрочных изменений жировой массы под влиянием физической нагрузки или изменения режима питания клеточная и белковая масса тела могут значительно меняться (Vaswani et al., 1983).
Существует четырехкомпонентная модель, в которой не предполагается измерение плотности тела. В ней БМТ рассматривается как сумма клеточной массы тела КМТ, массы внеклеточной жидкости ВКЖ и массы внеклеточных твердых веществ ВТВ (правая диаграмма на рис. 1.14):
(1.14)
Клеточную массу тела оценивают по общему содержанию калия методом разведения радиоактивных изотопов 40К и 42К (Moore et al., 1963) или методом определения естественной радиоактивности тела (п. 1.2.5) (Бондаренко, Каплан, 1978). Для измерения объема внеклеточной жидкости используются методы разведения бромистого и меченого хлористого натрия, тиоцианата,
тиосульфата, инсулина и других веществ (Edelman et al., 1952; Gamble et al,, 1953; Edelman, Leibman, 1959; Sehoeller, 1996, 2005), Массу внеклеточных твердых веществ можно определить по общему кальцию или по минеральной массе костей (Cohn et al,, 1980; Snyder et al., 1984). Безжировая масса тела вычисляется как сумма КМТ + ВКЖ + ВТВ, а содержание жира определяется как разность МТ — БМТ. Недостаток модели состоит в том, что общая погрешность оценки БМТ является суммой погрешностей измерений отдельных компонентов, что может приводить к значительной ошибке итоговой оценки жировой массы (Ellis, 2000).
Рассмотренное в п. 1.2.1 понятие эталона применимо и к моделям состава тела. С развитием моделей и методов исследования состава тела некоторые методы постепенно утратили самостоятельное значение в качестве эталона. Например, для эталонной оценки процентного содержания жира в организме (%ЖМТ) подводное взвешивание стали использовать в сочетании с методом разведения и двуэнергетической рентгеновской денситометрией. В этой связи допустимо говорить, что золотым стандартом для оценки %ЖМТ являются четырехкомпонентные модели состава тела. Они используются для характеристики точности уже существующих и разработки новых прогнозирующих формул для оценки жировой массы на основе калиперометрии, антропометрии и биоимпедансного анализа (Heyward, Wagner, 2004; Heymsfield et al., 2005).
Принято считать, что прогнозирующая формула для оценки состава тела является “адекватной”, если выполняются следующие условия (Heyward, 2001):

• данная формула получена на основе эталонного метода с использованием выборки объемом n gt; 100;
• результаты оценки состава тела по этой формуле коррелируют с “эталонными” оценками не хуже, чем r gt; 0,8;
• проведена перекрестная проверка формулы на независимой выборке;
• среднеквадратическая погрешность оценки состава тела соответствует значениям, указанным в табл. 1.9.

Среди отечественных антропологов популярна четырехкомпонентная модель состава тела, предложенная Й.Матейкой (Matieg- ka, 1921). Она характеризует тканевой уровень строения тела. Масса тела представлена в этой модели формулой

(1.15)
где ПЖТ — масса подкожной жировой ткани вместе с кожей, СММ — скелетно-мышечная масса, СМ — скелетная масса, и МО — остаточная масса.
Матейка предложил антропометрические формулы для вычисления ПЖТ, СММ, СМ и МО, верифицированные им на ограниченной выборке патологоанатомических данных:
(1.16)
где МТ — масса тела. Величины ПЖТ, СММ, СМ и МТ выражаются в граммах, d — суммарная толщина шести кожно-жировых складок в мм, S — площадь поверхности тела в см2, r — среднее значение радиусов плеча, предплечья, бедра и голени без подкожного жира и кожи в см, Q — средний диаметр дистальных частей плеча, предплечья, бедра и голени в см, а ДТ — длина тела в см. При вычислении массы жировой ткани МЖТ предполагается, что масса подкожной жировой ткани ПЖТ составляет половину от ЖМТ. Точность формул Матейки для характеристики состава тела у спортсменов и представителей различных профессиональных
групп поставлена под сомнение в ряде исследований (Drinkwater, Ross, 1980; Brodie et al., 1998).