COMPOSICIÓN CORPORAL – 1ra parte
Por Francis Holway
¿Cómo se compone el cuerpo humano? ¿De nitrógeno, carbono, oxígeno, hidrógeno y minerales? Si. ¿De músculos, huesos, órganos, piel y tejido adiposo? También. ¿Y el músculo y el tejido adiposo contienen nitrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno? Efectivamente. ¿Entonces cómo estimamos la composición corporal?
En primer lugar debemos ordenar un sistema de clasificación según el nivel de complejidad química-anatómica que deseemos estudiar. Wang y colegas (1992) describen 5 niveles de clasificación:
Nivel I: atómico hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, minerales
Nivel II: molecular agua, proteínas, lípidos (grasa), hidroxi-apatito
Nivel III: celular intracelular, extracelular,
Nivel IV: anatómico tejidos muscular, adiposo, óseo, órganos y vísceras, piel
Nivel V: cuerpo entero masa corporal, volumen corporal, densidad corporal
La elección del nivel a estudiar depende principalmente de los objetivos del profesional: ¿qué necesito saber sobre la composición corporal? Por ejemplo, un entrenador que necesita evaluar los efectos de un programa para aumentar la masa muscular requiere el nivel anatómico. ¿Le sirve saber que el sujeto aumentó kilogramos de masa muscular o mili moles de nitrógeno? Un nutricionista desea observar si su programa de alimentación disminuyó la masa adiposa en vez de los lípidos moleculares. Claramente, si la Cineantropometría es la interfase entre estructura y función, casi todas las funciones están asociadas a tejidos anatómicos, ya que estos se componen de elementos en determinadas maneras para cumplir determinadas funciones específicas. Por ejemplo:
Masa muscular fuerza, potencia, velocidad, estado nutricional
Masa adiposa balance energético (nutrición), rendimiento físico (peso “muerto”)
Masa ósea factores biomecánicos que afectan capacidades físicas y estructurales
Recordemos la diferencia entre lípidos o grasa (triglicéridos) y masa adiposa: ésta última está compuesta por lípidos, agua, proteínas y electrolitos. La “grasa” está compuesta únicamente por triglicéridos (un lípido). La cantidad de grasa dentro de los adipositos del tejido adiposo varía entre un 50% en individuos magros a un 90% en obesos.
En conclusión, el nivel de división corporal que más nos interesa es el anatómico, debido a que en Cineantropometría estamos interesados en las partes del cuerpo humano que se asocian con la función.
Donde nacen los métodos
Uno de los primeros abordajes al estudio indirecto, in-vivo, de la composición corporal fue el método de fraccionamiento anatómico de Jindrich Matiegka, publicado en 1921. Particionó el cuerpo en cuatro componentes: grasa + piel, músculo, huesos y el remanente, y asoció los kilogramos de músculo con la fuerza medida por un dinamómetro de mano. Encontró una correlación positiva. Matiegka estaba interesado en la capacidad funcional de trabajo físico de los hombres. A pesar de esta gran contribución a la cineantropometría, el modelo de Matiegka fue prácticamente ignorado durante 60 años.
El abordaje a la composición corporal que mayor popularidad cobró fue el modelo de dos componentes moleculares creado en la década del 40 por Albert Behnke, un académico de las fuerzas armadas de Estados Unidos. Behnke tenía dos preocupaciones principales, en primer lugar los reclutas con grandes masas musculares (jugadores de fútbol americano, atletas) eran rechazados por tener sobrepeso para ingresar en las filas del ejercito; y en segundo lugar los buzos de la marina con mucho tejido adiposo corrían el riesgo de padecer trastornos debido a que el nitrógeno es soluble en los lípidos del cuerpo. Behnke necesitaba un sistema para diferenciar la composición del cuerpo y decidió que la medición de la densidad corporal sería el método adecuado, ya que la grasa posee una densidad menor que la masa-libre-de-grasa (mldg). En consecuencia una persona con mucha grasa tendría una densidad menor. Estos valores de densidad, 0,9 y 1,1 gm/ml para la grasa y la mldg fueron obtenidos de estudios de Rathbun y Pace (1945) sobre el análisis químico en unos 50 chanchitos de la India eviscerados y afeitados. Supuso que en seres humanos esto no variaría mucho. Algunos pocos análisis químicos en cadáveres llegaron a resultados similares.
Pesaje hidrostático.
La idea central de este método de dos componentes, también conocido como el método bioquímico (Nivel II), es medir la densidad corporal. Para esto se utilizó el Principio de Arquímedes que establece que el volumen de un objeto es igual a la cantidad de agua que desplaza al ser sumergido en ese medio.
“Relájate, Henry” de Bill Ross
Si se sumerge un sujeto en un tanque de agua, la cantidad de agua desplazada sería equivalente a su volumen. Otra manera de calcular el volumen es restando la diferencia de peso en kgs. entre lo que el sujeto pesa en tierra y sumergido bajo el agua. Por ejemplo, un sujeto de 75 kgs. que pesa 3 kgs. bajo agua posee un volumen de 72 litros ( 1 kg de agua = 1 litro). Desde ya existe un volumen de aire atrapado en el aparato digestivo y pulmones que se debe restar. Esto se soluciona midiendo el volumen residual pulmonar con un espirómetro previo al pesaje hidrostático, y luego se le pide al sujeto una expiración máxima mientras está sumergido. El volumen de aire intestinal se estima como fijo en 100 ml, según Buskirk (1961).
Calculando e volumen pulmonar residual Bien, ahora que conocemos el volumen del sujeto y su masa corporal al pesarlo en tierra, podemos calcular su densidad corporal:
Dc = Mc/Vc (g/ml)
Ahora el desafío es averiguar la proporción o porcentaje de grasa a partir de la densidad corporal. Para esto los expertos utilizaron un poco de álgebra:
M/D = MG/Dg + MLDG/Dmldg
(Masa sobre densidad de la masa = masa grasa sobre densidad de masa grasa + masa libre de grasa sobre densidad de la masa libre de grasa)
Esta ecuación solo se puede resolver suponiendo que las densidades de la grasa y de la mldg sean constantes, con valores fijos de 0,9 y 1,1 g/ml en todos los seres humanos. Para que estos valores sean fijos, o constantes biológicas, estamos suponiendo que las densidades y las proporciones de los componentes de la mldg (huesos, músculo, órganos, líquidos) son iguales en todas las personas; o sea que una abuelita tiene la misma densidad mineral ósea (dmo) y proporción de músculo que una estrella de baloncesto de la NBA. Si aceptamos esta suposición de constancia biológica en los seres humanos, podemos resolver algebraicamente el problema y estimar el porcentaje de grasa (%G) a partir de la densidad corporal. Dos de las ecuaciones más utilizadas son las de Siri (1961) y Brozek (1963):
Siri: %G = (4,95/Dc – 4,50)*100
Brozek: %G = (4,57/Dc – 4,142)*100
Ambas generan resultados muy similares entre si cuando las densidades están entre 1,090 y 1,030 g/ml. Para sujetos con más de 30% de grasa, la ecuación de Siri genera resultados mas altos; para sujetos muy magros y obesos, la ecuación de Brozek es mas adecuada.
El rango de variación de la densidad corporal abarcaría desde 0,9 g/ml (de alguien quien tendría hipotéticamente 100% grasa) hasta 1,1 g/ml (otra persona con un hipotético 0% de grasa). Según la ecuación de Siri, alguien con una densidad de 1,0 g/ml (igual al agua) tendría un %G del 45%. Veremos que la mayoría de las personas suelen tener densidades mayores a 1,0 g/ml. Otro factor importante en estos cálculos es el efecto matemático del tercer número decimal (milésima) de la densidad sobre el cálculo del %G. Veamos, por ejemplo, la diferencia entre estas densidades:
1,011 g/ml = 39,61%
1,019 g/ml = 35,77%
¡Como vemos, es una diferencia de un 4%! Por eso es importante prestar atención a los números decimales en este tipo de ecuaciones, redondeando al tercer decimal.
El principal factor que afecta la densidad corporal suele ser el peso del esqueleto, con una densidad de alrededor de 1,236 g/ml, la parte más densa del organismo. En la DMO existen diferencias significativas según la edad, sexo y raza. Una mujer pos-menopausica suele tener menor DMO que un africano corredor de 100m. llanos. ¿Cómo afecta esto el cálculo del %G a partir de la Dc? En la mujer con DMO disminuida el %G estará sobre-estimado, mientras que en el atleta el %G estará sub-estimado. De hecho ha sucedido que jugadores de fútbol americano de raza africana-americana muy magros y musculosos han tenido densidades corporales superiores a 1,1 g/ml, ¡o sea que el %G dio valores negativos! Esto fue publicado en estudios como el de Adams y colegas (1982). Me pregunto cuántos otros investigadores, al encontrar este dilema, se han resistido a publicar los datos. Los niños suelen tener una mayor cantidad de agua y DMO menor que los adultos, lo que también genera sobre-estimaciones en el %G (ver Tabla 3).
Variación en %graso para una misma persona con ecuaciones.
Han existido intentos de ajustar las constantes biológicas de densidad de la mldg de diferentes grupos etareos, sexuales y raciales. Esto es un avance, pero no soluciona el problema de la suposición de las proporciones fijas de los componentes de la mldg entre individuos. De hecho, lo que menos varía es la densidad de la grasa entre sujetos, entonces este sistema bioquímico de dos componentes por medio de Hidrodensitometría funciona bien si lo único que variase fuese la grasa corporal. El gran problema es la gran variabilidad de la mldg, tanto en las proporciones de sus componentes como en su densidad del esqueleto.
En resumen, las tres suposiciones de constancia biológica para que este método funcione son:
1/ que las densidades de la grasa y mldg son 0,9 y 1,1 g/m en todos los individuos;
2/ que las densidades de los componentes de la mldg son iguales en todos;
3/ que las proporciones de los componentes de la mldg son iguales en todos.
Recordemos, finalmente, que este modelo nos informa principalmente sobre la grasa corporal de sujetos, y que se refiere a la grasa químicamente definida, triglicéridos, y no a la masa adiposa. Otro problema es que existe grasa no solo en el tejido adiposo, sino también entre los órganos, sistema nervioso, cerebro, y médula ósea (ver Tabla 2). En mujeres también existe grasa en los pechos y órganos reproductivos. Esta grasa difiere del principal depósito subcutáneo en que es indispensable para la vida, y por eso se la llama “grasa esencial”.
Albert Behnke.
Cuando estimamos el %G estamos incluyendo esta grasa esencial, pero ¿cuánto constituye esta grasa esencial? De hecho nadie lo midió, pero Behnke (1969), “a ojímetro”, supuso que sería un 3% en varones y un 12% en mujeres, valores debajo de los cuáles no sería compatible la vida (ver Tabla 2). Behnke además agregó que esta grasa esencial debe ser incluida dentro de la mldg ya que forma parte de órganos y huesos. Pero entonces el término “mldg” no es apropiado, y lo cambió por “masa magra”. Este nuevo término, a diferencia del anterior, incluye la grasa esencial. El resultado, que intentaba clarificar más el tema, tuvo el efecto contrario, y hoy en día muchos investigadores confunden los dos términos y su significado.
Como valores normales se consideran 15% y 25% para hombres y mujeres respectivamente, y 20% y 30% considerados excesivos y 10% y 15% considerados muy bajos o atléticos (ver Tabla 4).
Uso de la antropometría
Ahora bien, ya tenemos el método hidrostático funcionando, a pesar de sus errores de concepto y ambiciosas suposiciones de constancia biológica; ¿cuántos profesionales pueden tener un tanque de agua en sus consultorios y cuántos pacientes quieren bañarse cada vez que se evalúan la composición corporal? Pocos, por ende no es un método práctico ni de campo. Necesitamos otro tipo de medición, más práctico, rápido y económico que se corresponda con la densidad corporal. Para resolver este obstáculo se eligieron los pliegues de adiposidad subcutánea medidos antropométricamente con calibres en diferentes regiones del cuerpo. Para obesos en quienes es difícil tomar pliegues se utilizan perímetros, como en la ecuación de McArdle y Katch (1973). La asociación con densidad corporal se realizaría con análisis de regresión múltiple, una estrategia bioestadística relativamente simple con el uso de ordenadores.
El procedimiento es el siguiente: se elige una muestra de unos 50 a 100 sujetos para cada sexo (típicamente estudiantes de una clase de educación física) y se les miden los pliegues y la densidad corporal con hidro-densitometría. Luego se analizan las correlaciones entre cada pliegue y la densidad corporal o con el %G calculado a partir de la misma. Los sitios de pliegues que mejor correlacionan con el %G son posteriormente utilizados para generar una ecuación de regresión múltiple. Este tipo de ecuación nos permitirá predecir el %G a partir de los pliegues, y de esta manera no necesitaremos realizar los pesajes hidrostáticos.
Algunas de las ecuaciones más populares se encuentran en la tabla al final de este apunte. Se han diseñado ecuaciones generales (para la población) y específicas (para algún grupo específico de la población, como deportistas).
Diagrama para elegir ecuaciones de regresión.
Por ejemplo, las ecuaciones de Durnin y Womersley (1974) son generales, y las de Thorland y colegas (1984) son específicas a atletas. Esto es importante debido a que las ecuaciones de regresión son muy específicas a la muestra con la que fueron tomadas las mediciones para desarrollar la fórmula. No se puede medir una señora sedentaria y procesar sus datos con ecuaciones para deportistas, y vice-versa.
Otro factor a tener en cuenta es la tensión de los calibres, sobre todo las diferencias entre el Harpenden (Inglaterra) y el Lange (EEUU). El Lange ejerce una tensión menor, generando valores de pliegues superiores y sobre-estimando el % de grasa si se utiliza una ecuación desarrollada con Harpenden
(ver Tabla 1).
Diferentes calibres generan diferentes ecuaciones.
En obesos conviene solo utilizar perímetros
También es importante recalcar que estas ecuaciones contienen un error estándar de estimación (EEE) en el cálculo de la densidad corporal que afecta el resultado. Por ejemplo en la ecuación de Withers y colegas (1987) para varones deportistas el EEE es de 0,0058, que quiere decir que el valor obtenido de densidad corporal puede estar entre 1,060 +/- 0,0058 (1,0542 a 1,0658). Al convertir estos valores en % graso, los valores varían entre 14,44% y 19,55%, ¡vaya diferencia!
Por último, en cuanto a la selección de sitios de pliegues para incluir en la ecuación de regresión, lo ideal es que sea representativa de todas las partes del cuerpo: brazos, tronco y piernas. Hay muchas ecuaciones que solo incluyen pliegues del tren superior, como las de Durnin y Womersley, generando posiblemente mayores errores de predicción.
Diagrama esquemático del pliegue y su compresibilidad.
Línea de regresión entre suma de 7 pliegues y densidad corporal para construir ecuaciones de predicción del %graso.
Tanta variación en la estimación de la composición corporal llevó a varios autores a evitar el procesamiento de datos en cálculos con todas sus suposiciones de constancia biológica y recomendar utilizar solo los datos brutos en si mismos, como los pliegues y/o la suma de pliegues (Francis Johnston, 1982). De hecho, en Australia, la estrategia mas común es la de utilizar la suma de 6 ó 7 pliegues como parámetro de adiposidad de deportistas.
Tabla 1: Diferencias en el contenido graso entre calibres para pliegues cutáneos y ecuaciones para pliegues en el promedio de la muestra
Tabla 2: Distribución grasa en hombre y mujer de referenciaNota: Cálculos derivados de la ecuación de Lohman y colegas (1984)
Tabla 3: Contenido de agua de la masa libre de grasa en niños y adolescentesNota: Lohman, TG, reimpreso de Human Biology, Vol. 53, no. 2, pag. 181-225.
Tabla 4: Estándares de porcentaje graso corporal para hombres y mujeres en relación a la saludNota: De “Asseessmet of Body Composition in Children” por T. G. Lohman, 1989, Pediatric Exercise Science, 1, p. 21. Copyright 1989 por Human Kinetics Publishers
Hombres
Mujeres