Метод калиперометрии заключается в измерении толщины кожно-жировых складок на определенных участках тела при помощи специальных устройств — калиперов. Калиперометрия явилась одним из первых методов, используемых для изучения состава
тела. Разработанные на ее основе прогнозирующие формулы для оценки состава тела хорошо себя зарекомендовали для решения задач спортивной, оздоровительной и клинической медицины.
В настоящее время в мире производится большое количество моделей калиперов, которые отличаются друг от друга конструктивными особенностями, точностью измерения, условиями применения, ценой и другими показателями. Одним из наиболее часто используемых в клинической практике и научных исследованиях является выпускаемый с 1962 г. калипер Ланге {Beta Technology, США) (рис. 1.9). Стандартная ошибка оценки жировой массы при повторных измерениях одного и того же индивида не должна превышать 5%. Некоторые калиперы снабжены микропроцессором, что дает значительную экономию времени при проведении масштабных полевых исследований. Формулы для оценки состава тела специфичны для конкретных популяций. На сегодняшний день имеется свыше 100 формул для оценки жировой, безжировой и мышечной массы (Matiegka, 1921; Лутовинова и др., 1970; Jackson, Pollock, 1978; Jackson et al., 1980; Slaughter et al., 1988; Wang et al., 2000).
Для оценки жировой массы тела также используется метод инфракрасного отражения (Conway et al., 1984). Портативные устройства в виде источника инфракрасного излучения, снабженного световодом, принимающим детектором и микропроцессором, выпускает компания Futrex (США) (рис. 1.10). %ЖМТ оценивается автоматически по характеристикам отраженного излучения в участке доминантного бицепса. Метод основан на различиях спектральных характеристик поглощения электромагнитного излучения разными компонентами состава тела. Точность оценок %ЖМТ методом инфракрасного отражения ниже, чем при калиперометрии.
Биоимпедансный анализ основан на измерении электрической проводимости различных тканей тела. Начало практического применения биоимпедансного анализа для характеристики состава тела человека, сначала для оценки водных секторов организма, а затем и других компонентов состава тела, принято связывать с работами французского анестезиолога Анри Томассета, выполненными в начале 1960-х гг. (Thomasset, 1962).
История российских исследований и разработок в области биоимпедансного анализа насчитывает более 70 лет. Первые работы по этой тематике были опубликованы в 1930-х гг. (Тарусов, 1934, 1938), и в те же годы небольшими партиями выпускалась биоим- педансная аппаратура для оценки приживаемости трансплантатов на основе данных об их электрической проводимости.
Метод основан на измерении импеданса Z всего тела или отдельных сегментов тела с использованием специальных приборов — биоимпедансных анализаторов. Электрический импеданс биологических тканей имеет два компонента: активное R и реактивное сопротивление Xq, связанные соотношением
Z2 = R2 + XQ.
Материальным субстратом активного сопротивления R в биологическом объекте являются жидкости (клеточная и внеклеточная), обладающие ионным механизмом проводимости. Субстратом реактивного сопротивления Xq (диэлектрический компонент импеданса) являются клеточные мембраны.
По величине активного сопротивления рассчитывается объем воды в организме (ОВО), невысокое удельное сопротивление которой обусловлено наличием электролитов. Электрическое сопротивление жировой ткани примерно в 5-20 раз выше, чем основных компонентов безжировой массы (БМТ). Установлена высокая корреляция между импедансом тела и величинами ОВО, БМТ и жировой массы (Hoffer et al., 1969). Л. Хауткупер (Houtkooper, 1996) систематизировала опубликованные формулы для расчета ОВО, БМТ и %ЖМТ. Погрешность оценок, получаемых на тот период времени, составляла 0,9-1,8кг для ОВО и 2,5-3,5% для ЖМТ.
Варианты биоимпедансного анализа классифицируют по нескольким признакам: частоте зондирования (одночастотные, двучастотные, многочастотные), участкам измерений (локальные,
региональные, интегральные, полисегментные) и по тактике измерений (однократные, эпизодические, мониторные). Около 90% всех измерений методом биоимпедансного анализа выполняется по стандартной тетраполярной схеме с расположением электродов на голеностопном суставе и запястье при частоте зондирующего тока 50 кГц в однократном режиме. Многочисленные разновидности метода и протоколов обследования будут рассмотрены в соответствующих разделах этой книги.