Specifics of physical development of high school students of general education schools on the basis of bioelectrical impedance analysis of the component body composition
Specifics of physical development of high school students of general education schools on the basis of bioelectrical impedance analysis of the component body composition
Abstract
The aim of the work is to study the features of component body composition among school students of 10th and 11th grades using bioimpedanceometry. The research included 109 subjects, who were high school students in Nizhny Novgorod. Body mass index, relative indices of fat and muscle mass, total water, phase angle, metabolic age, visceral adipose tissue level and basal metabolism were determined. The values of the subjects' component body composition indicators are within the normal range for this age group of subjects, with the median value of muscle mass at the lower end of the range. The 25th percentile of relative fat mass and visceral adipose tissue indicators are at the lower limit of the norm. The analysis of correlations demonstrates positive correlations of high strength among the indicators of BMI-MW-FW, WW and FW, BM and FW, MW and CF, FW and BM. Negative correlations are observed between BMI-MW and BM-MW parameters. Timely monitoring of the state of body component composition allows to detect risk factors for health reduction in time and to develop a rational approach to personalization of physical activity.
1. Введение
Физическое развитие является одним из основных информативных компонентов общего состояния здоровья человека, в том числе детей подросткового возраста
, . В качестве индикаторов физического развития выступают показатели компонентного состава тела, такие как индекс массы тела, абсолютная и относительная жировая и мышечная массы и другие. Эти показатели могут использоваться наряду с другими маркерами в определении группы здоровья детей и их допуска к занятиям физической культурой и участия в спортивных мероприятиях , .В условиях дальнейшего увеличения доли детей школьного возраста, ведущих малоподвижный образ жизни, актуальным вопросом является скрининг физического развития на основании определения наиболее информативных показателей состава тела. Интегральной характеристикой для проведения данного мониторинга может являться показатель индекса массы тела (ИМТ), однако его использование не всегда является достаточно комплексной в диагностике недостатка или избытка массы тела, так как он не учитывает количественные характеристики безжировой и жировой массы тела
, . Еще одним методом их определения является определение электрического и диэлектрического импеданса с использованием программно-аппаратных комплексов, что получило название биоимпедансометрия , , , . С его помощью неинвазивно определяют электрический импеданс, в структуру которого входят активное сопротивление (R), которое складывается из электрических сопротивлений всех жидкостей в расположении пути измерительного тока и реактивное сопротивление (Xc), которое характеризует общее емкостное сопротивление всех клеточных мембран на пути измерительного тока . Таким образом, на основании введение перед исследованием входящих данные (длина и масса тела) определяются расчетные значения масс и объемов различных видов биологических жидкостей, а также характеристика скорости метаболических процессов .Проведенные научные исследования свидетельствуют об увеличении распространения ожирения среди детей, учащихся в старших классах общеобразовательных школ, что формирует серьезную проблему общественного здравоохранения и возникновения серьезных негативных последствий для состояния здоровья подростков , , , . Поэтому своевременный скрининг физического развития на основании научно-обоснованных методов диагностики является необходимостью для нивелирования рисков возникновения негативных последствий, связанных с динамикой массы тела за пределы нормативных значений. Это определило цель исследования.
Цель исследования – изучить особенности компонентного состава тела среди учащихся школ 10 и 11 классов с использованием биоипедансометрии.
2. Методы и принципы исследования
Исследование выполнено на базе ГБОУ «Лицей-интернат «Центр одаренных детей» и МАОУ «Школа № 187» города Нижнего Новгорода в рамках государственного задания Министерства здравоохранения Российской Федерации «Научное обоснование норм двигательной активности у детей школьного возраста с разным уровнем здоровья». Контингент испытуемых представлен 109 юношами, которые обучаются в 10-м и 11-м классах. Средний возраст испытуемых составил 16,9±0,8 года. Все юноши имели основную группу для занятий физической культурой и спортом и регулярно посещали занятия по данной учебной дисциплине на базе общеобразовательной школы. Из исследования исключали молодых людей, у которых не было сведений о длине и массе тела при скрининговом обследовании, отсутствие ребенка на момент проведения тестирования, наличия сопутствующих противопоказаний, препятствующей проведению биоимпедансометрии (наличие кардиостимулятора и иных имплантированных приборов, высокая температура, воспалительный процесс на участках кожи в местах контакта с металлическими пластинами, состояние стресса), а также женский пол.
Для определения показателей компонентного состава тела использовали программно-аппаратный комплекс «Система спортивного тестирования «MedicalSoft» (модификация MS FIT-01, Москва, Россия), который представлен на рисунке 1 (рис. 1).
Рисунок 1 - Система спортивного тестирования MedicalSoft
Статистическую обработку данных выполняли в пакете прикладных компьютерных программ Statistica 10.1 и Excel 2016. Выборки представлены в виде медианы (Me) и 25-75 перцентиля (25-75%). Проверку на нормальность распределения выполняли с помощью критерия Колмогорова-Смирнова с поправкой Лиллиефорса. В качестве определения корреляционных взаимосвязей между показателями применяли коэффициент корреляции Пирсона.
3. Основные результаты
В таблице 1 (табл. 1) представлены результаты скрининга компонентного состава тела испытуемых с помощью биоимпедансометрии. Анализ полученных данных позволяет предположить, что значения показателей компонентного состава тела среди юношей, учащихся в старших классах находится в пределах половозрастных норм. Следует отметить, что медианное значение мышечной массы находится на нижней границе норматива – 42,4% (51,0-62,8; Me 25-75). Кроме этого, обращает на себя внимание относительный компонент жировой массы, медианное значение которого наблюдается в пределах нормативных границ, а минимальное значение 25 перцентиля находится на нижней границе норматива – 19,3% (12,4-26,8; Me 25-75). Такая же тенденция наблюдается для 25 перцентиля показателя висцеральной жировой ткани – 1,04% (1,02-2,87; Me 25-75).
Таблица 1 - Показатели компонентного состава тела среди учащихся 10-11 классов общеобразовательных школ
Параметры | Испытуемые-юноши (n=109) | Норматив |
Индекс массы тела (ИМТ), кг/м2 | 21,6 (20,0-23,8) | 18,5-24,9 |
Жировая масса (ЖМ), % | 19,3 (12,4-26,8) | 12,0-23,0 |
Мышечная масса (ММ), % | 42,4 (51,0-62,8) | 43,0-56,0 |
Фазовый угол (ФЗ), у.е. | 8,0 (7,5-9,1) | 6,5-9,6 |
Базальный метаболизм (БМ), ккал/сут | 1476,0 (1395,0-1619,0) | 1351,0-1498,0 |
Висцеральный жир (ВЖ), % | 1,04 (1,02-2,87) | 1,0-11,0 |
Метаболический возраст (МВ), лет | 14,5 (12,5-26,4) | 16,0-18,0 |
Общее количество воды в организме (ОВ), % | 51,6 (48,5-56,3) | 45,0-60,0 |
Примечание: n=109; Me 25-75 %
Одной из причин дефицита жиров в организме может являться недостаток энергетического компонента питания, а также дисфункциональные сдвиги регуляторных и обменных процессов. При этом недостаток мышечной массы также может быть вызван как отсутствием сбалансированного питания, так и недостатком физической активности. Фазовый угол, являющийся интегральной характеристикой физической работоспособности у испытуемых находится в пределах нормативных значений – 8,0 (7,5-9,1; Me 25-75). Такая же тенденция наблюдается для индикаторов индекса массы тела, метаболического возраста и общего количества воды в организме. Обращает на себя внимание 25 перцентиль базального метаболизма, зафиксированного на нижней границе норматива – 1476,0 (1395,0-1619,0; Me 25-75).
Результаты корреляционного анализа представлены в корреляционной матрице (рис. 2).
Рисунок 2 - Корреляционные взаимосвязи показателей компонентного состава тела среди учащихся 10-11 классов общеобразовательных школ
4. Обсуждение
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) относит ожирение среди обучающихся школ старших классов к существенной проблеме, влияющей на общее состояние здоровья
. Установлено, что в 2011 г. около 25% подростков стран Западной Европы и США имеют избыточную массу тела . При этом в последние годы происходит увеличение распространенности избыточной массы тела среди подростков 6-11 лет с 7% до 13%, а в возрасте 12-19 лет – с 5 до 14% . С учетом вышеизложенного, своевременный контроль физического развития школьников с применением метода биоимпедансометрии необходим для своевременного определения негативных тенденций ухудшения состояния здоровья, и ранней диагностике ведущих социально-биологических факторов, способствующих возникновению состояний дезедаптации.5. Заключение
Проведенный биоимпедансный скрининг продемонстрировал значения индикаторов компонентного состава тела испытуемых в пределах нормы для данной возрастной группы, с медианным значением мышечной массы на нижней границе диапазона. 25 перцентиль показателей относительной жировой массы и висцеральной жировой ткани наблюдается на нижней границе норматива. Анализ корреляционных взаимосвязей демонстрирует положительные корреляции высокой силы среди показателей ИМТ-ММ-ЖМ, ОВ и ВЖ, БМ и ОВ, ЖМ и МВ, ВЖ и БМ. Отрицательные корреляции наблюдаются между параметрами ИМТ-ММ и МВ-ММ. Своевременный мониторинг состояния компонентного состава тела позволяет вовремя обнаружить факторы риска для снижения здоровья и разработать рациональный подход к персонализации физической нагрузки.