Иссле́дования соста́ва те́ла, область биологической (физической) антропологии, медицины и физиологии.

Возникновение этой области исследований обусловлено несовершенством методов оценки величины жироотложения, используемых Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). В частности, таков индекс массы тела (body-mass-index), который, несмотря на простоту расчётов и отсутствие необходимости использовать специальное оборудование для его реализации, имеет ряд недостатков. Наиболее принципиальные из них заключаются в наличии корреляции между длиной и массой тела, входящими в формулу для расчёта этого индекса, а также в различном вкладе компонентов состава тела в величину индекса (показатель может иметь повышенные значения за счёт избыточного развития как жирового, так и мышечного компонента). В связи с этим возникла необходимость разработки более точных методов оценки состава тела и диагностики возможных медицинских рисков.

Антропологи ввели в научный обиход более 100 различных формул для определения компонентов массы тела, учитывающих возрастные, половые, популяционные и другие различия обследуемого контингента.

Параметры состава тела и метаболические корреляты, получаемые с использованием различных методов. Источник: Лекции по биоимпедансному анализу состава тела человека. Николаев Д. В., Щелыкалина С. П. Москва, 2016. С. 20.Параметры состава тела и метаболические корреляты, получаемые с использованием различных методов. Источник: Лекции по биоимпедансному анализу состава тела человека. Николаев Д. В., Щелыкалина С. П. Москва, 2016. С. 20.

Наиболее традиционным инструментом для оценки жировой компоненты тела является калиперометрия. Специальным инструментарием (калипер) проводится измерение толщины подкожных жировых складок (от 2 до 8) на различных сегментах тела, затем посредством различных формул (Matiegka. 1921; Skinfold equations for estimation of body fatness ... 1988) проводится усреднение этих показателей, в некоторых случаях их умножение на площадь поверхности тела. Сложным является получение сопоставимых результатов, поскольку измерение такого изменчивого компонента, как жир, требует определённых профессиональных навыков.

Однако наиболее перспективными являются методы непосредственного измерения компонентов состава тела. Суть этих методов заключается в использовании различных физических закономерностей.

Эталонным, но труднореализуемым при массовых исследованиях считается метод гидростатической денситометрии (гидроденситометрия; подводное взвешивание), основанный на определении разницы веса тела в воздухе и под водой с использованием закона Архимеда. Измеренные показатели подставляются в формулу расчёта плотности тела; из этой формулы, в свою очередь, можно получить процентное содержание жира в организме (Siri. 1961). Недостатками данного метода являются длительность измерений, большая погрешность вычислений и невозможность его использования у детей.

Для реализации крупных скрининговых исследований детского (включая грудных детей и младенцев) и взрослого населения используется метод воздуховытеснительной плетизмографии (ADP), основанный на вытеснении воздуха из герметичной камеры, занятой испытуемым. Методика расчётов жирового (и безжирового) компонентов тела в данном случае практически аналогична методике для гидроденситометрии (Dempster. 1995).

Эталоном для определения минеральной массы тела служит двухэнергетическая рентгеновская денситометрия (DЕXA), базирующаяся на отличиях во взаимодействии рентгеновских лучей с веществами разной плотности и использующаяся в клинической практике для диагностики остеопороза. Обе составляющие излучения (мягкая и жёсткая) по-разному поглощаются тканями, поэтому становится возможным автоматическое вычисление коэффициента поглощения рентгеновских лучей с последующим расчётом не только костной массы, но и величин общего и частного жироотложения, а также безжирового компонента (Body composition measured by dual-energy X-ray absorptiometry ... 2009; Возможности костной рентгеновской денситометрии ... 2010). Продолжительность исследования относительно невелика (5–7 мин), доза излучения эквивалентна дозе при многочасовом перелёте.

Перспективными являются также методы компьютерной томографии, позволяющей получить послойное изображение внутренних структур тела. В антропометрических исследованиях чаще всего используется рентгеновская компьютерная томография, передающая картину распределения компонентов сомы (тела) в высоком разрешении и, как следствие, дающая возможность оценить отдельно величину внутреннего и подкожного жира (общую и в конкретных точках). В связи с этим представляется плодотворным использование данного метода в оценке сердечных рисков у больных с ожирением по величине их висцерального жироотложения. С учётом сопутствующей оценки плотности тканей возможно также определение скелетно-мышечной массы и массы внутренних органов. Магниторезонансная томография работает с объёмным изображением тела, поэтому также позволяет оценить выраженность компонентов сомы, наиболее точный результат этот метод демонстрирует при определении скелетно-мышечной массы (Cadaver validation ... 1998; Биоимпедансный анализ состава тела человека. 2009).

Реже в оценке компонентного состава тела используются (прежде всего в связи со сложностью реализации) метод разведения индикаторов, нейтронный активационный анализ и анализ содержания изотопа ⁴⁰К. Первый основан на определении объёмов внутри- и внеклеточной жидкости в организме посредством введения изотопов водорода или кислорода. После равномерного распределения вещества во внутренней среде становится возможным определение его концентрации, а из неё – объёма жидкости, эту среду составляющей (Body composition methods ... 2008). Нейтронный активационный анализ использует активацию атомных ядер вещества путём направленного потока нейтронов. Таким образом оценивают содержание химических элементов и, как следствие, соотношение между компонентами состава тела, имеющими различную биохимическую природу (Systematic organization of body-composition methodology ... 1995). Определение содержания изотопа ⁴⁰К проводят для вычисления общего количества жидкости в организме: это содержание постоянно относительно общего количества калия в организме, а последний даёт возможность вычислить безжировую массу (Rashmi. 2019).

Наиболее используемым в отечественной антропологической практике является метод биоимпедансометрии – измерение электрической проводимости тела, позволяющее определять жировую, безжировую, клеточную и мышечную массу тела, а также содержание вне- и внутриклеточной воды в организме (Baumgartner. 1990). Согласно используемой модели, организм оценивается как набор проводников, проявляющих активные (резисторные) и реактивные (ёмкостные) свойства. В живом организме активное сопротивление характеризует жидкости, а реактивное – клеточные мембраны, поэтому оценив жидкости и мембраны, можно рассчитать по активному сопротивлению общее содержание воды в организме, на основании которого, в свою очередь, определяется обезжиренная масса тела (содержание воды в ней считается постоянной переменной). По реактивному сопротивлению рассчитывается величина активной клеточной массы, включающей мышцы и внутренние органы. Для определения жирового компонента достаточно вычесть из массы тела её безжировую составляющую (Биоимпедансный анализ состава тела человека. 2009; Rashmi. 2019).

Варианты реализации данного метода весьма многочисленны. Первые биоимпедансные анализаторы состава тела использовали 2 отведения (электроды устанавливали на правой руке и правой ноге, с прибором были соединены кабелем), в дальнейшем электроды были включены в саму конструкцию. Анализаторы именно такого типа впервые были представлены в России: у прибора японской фирмы Tanita электроды для ног встроены в весы, а у анализатора компании Omron – в ручки самого прибора. Поскольку в этом случае измеряется сопротивление только нижней и верхней части тела соответственно, достоверные результаты можно получить только для молодого гармонично развитого человека (Николаев. 2016). Ныне активно используются также и анализаторы, совмещённые с весами и имеющие отведения для четырёх конечностей (например, модификация прибора фирмы Tanita или анализатор южнокорейской компании Inbody).

В России наиболее популярен биоимпедансный анализатор ABC-01 «Медасс» (Научно-технический центр «Медасс», г. Москва), несколько уступает ему Диамант-АИСТ (фирма «Диамант», г. Санкт-Петербург). Ныне установлена возможность взаимной калибровки и совместного анализа групповых данных, полученных с помощью этих приборов (Биоимпедансная оценка состава тела ... 2023).

Широкое распространение в исследованиях подкожного и висцерального жироотложения в 21 в. получило использование ультрасонографии (УЗИ). Стандартным образом – за счёт прохождения ультразвуковыми волнами тканей различной площади – генерируется эхо, которое собирается датчиком и преобразуется обратно в электрические сигналы. На основании ультразвуковых изображений брюшной полости регистрируется толщина жироотложения, после чего используется прогнозирующее уравнение для оценки жировых тканей в этой области. Преимущества метода заключаются в том, что он портативен, безопасен для всех возрастных групп, не излучает радиации, а также может быть использован у пациентов с тяжёлым ожирением на тех участках тела, которые не поддаются измерению кожных складок. Ограничениями метода являются отсутствие доказательств его абсолютной достоверности, его низкая чувствительность в диагностике, а также большая вариабельность результатов даже для разных исследований одного и того же индивида (Ultrasound estimates ... 2013).