Bewertung der Körperzusammensetzung in Gesundheit und Krankheit mittels bioelektrischer Impedanzanalyse (BIA) und Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA): Ein kritischer Überblick
Zusammenfassung
Die Messung von Die Körperzusammensetzung (BC) ist ein wertvolles Instrument zur Beurteilung des Ernährungszustands bei Gesundheit und Krankheit. Die in der klinischen Praxis am häufigsten verwendeten Methoden zur Bewertung von BC basieren auf Zweikompartimentmodellen und messen direkt oder indirekt die Fettmasse (FM) und die fettfreie Masse (FFM). Die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) und die Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA) (heutzutage als Referenztechnik in der klinischen Praxis angesehen) werden in epidemiologischen (hauptsächlich BIA) und klinischen (hauptsächlich DXA) Umgebungen häufig zur Bewertung von BC eingesetzt. DXA wird hauptsächlich zur Messung des Knochenmineralgehalts (BMC) und der Knochendichte verwendet, um die Knochengesundheit zu bewerten und Osteoporose in definierten anatomischen Regionen (Femur und Wirbelsäule) zu diagnostizieren. Ganzkörper-DXA-Scans werden jedoch verwendet, um ein BC-Modell mit drei Kompartimenten abzuleiten, einschließlich BMC, FM und FFM. Beide Methoden weisen einige Einschränkungen auf: Die Genauigkeit von BIA-Messungen wird verringert, wenn bestimmte Vorhersagegleichungen und standardisierte Messprotokolle nicht verwendet werden, während die Einschränkungen von DXA die Sicherheit wiederholter Messungen sind (derzeit werden nicht mehr als zwei Körperscans pro Jahr empfohlen). Kosten und technisches Fachwissen. Diese Übersicht soll nützliche Einblicke in die Verwendung von BC-Methoden in der Prävention und in der klinischen Praxis (ambulante oder bettlägerige Patienten) geben. Wir glauben, dass dies eine Diskussion zu diesem Thema anregen und die entscheidende Rolle der BC-Bewertung in diagnostischen und klinischen Untersuchungsprotokollen neu beleben wird.
1. Einleitung
Der menschliche Körper besteht aus mehr als dreißig messbaren Komponenten. Eine direkte In-vivo-Messung von Körperkomponenten ist derzeit nicht möglich; Infolgedessen wurden indirekte Methoden und Modelle entwickelt, um dies zu erreichen. In diesem Rahmen definiert die Weltgesundheitsorganisation (WHO) den „Ernährungsstatus“ als den Zustand des Körpers, der sich aus dem Gleichgewicht zwischen Aufnahme, Absorption und Verwendung von Nährstoffen ergibt, die mit dem individuellen physiologischen und pathologischen Status interagieren.
Das am häufigsten angewandte Modell zur Bewertung der Körperzusammensetzung (BC) in der klinischen Praxis und Epidemiologie unterteilt den Körper in Fettmasse (FM) und fettfreie Masse (FFM), dh das Zweikompartimentmodell. FM gibt die wasserfreie Körperkomponente an Die verbleibenden Körperkomponenten (Skelettmuskel, innere Organe und interstitielles Fettgewebe) sind im FFM enthalten. Die genauesten Methoden zur Messung von FM und FFM gemäß dem Zweikompartimentmodell sind Densitometrie (Unterwasserwägung), Hydrometrie (Deuteriumverdünnung). Echo-MRT und Ganzkörper-Kalium (TBK) -Zählung. Diese Methoden zeichnen sich jedoch durch komplexe Messprotokolle aus und erfordern spezielle Fachkenntnisse und kostspielige Geräte, die ihre Anwendung in ermöglichen Die klinischen Einstellungen sind begrenzt.
Die Bioimpedanzanalyse (BIA) ist eine weit verbreitete Methode zur Bewertung von BC sowohl für epidemiologische als auch für klinische Zwecke. Es misst die elektrischen Eigenschaften von Körpergewebe und schätzt die BC-Parameter als Gesamtkörperwasser- (TBW) und FFM-BC-Parameter (siehe Methoden).
BIA ist eine nichtinvasive, kostengünstige und zuverlässige Methode zur BC-Bewertung in klinische und nichtklinische Einstellungen. Das Grundprinzip der BIA-Technik besteht darin, dass die Laufzeit eines elektrischen Niederspannungsstroms durch den Körper von den BC-Eigenschaften abhängt. Diese Methode weist jedoch Einschränkungen aufgrund der chemischen Zusammensetzung von FFM (dh Wasser, Proteine, Glykogen und Mineralien) auf, da eine beträchtliche inter- und intraindividuelle Variabilität infolge von Änderungen des FFM auftritt, die mit Wachstum, Reifung, Alterung und Krankheit auftreten
Die Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA) ist die derzeitige Referenzmethode für die Beurteilung von BC, hauptsächlich weil sie genaue Schätzungen von Knochenmineralien, Fett und magerem Weichgewebe (die sogenannten drei) liefert -Fachmodell). DXA verwendet emissionsarme Röntgenstrahlen, um die Abschwächung einfallender Röntgenstrahlen beim Durchgang durch Körpergewebe zu messen (hohe Abschwächung für Knochen und geringe Abschwächung für Fett).
Die Beurteilung der Knochengesundheit muss ermittelt werden Die Diagnose von Osteoporose und Frakturrisiko erfordert DXA zur Bewertung der Knochenmineraldichte (BMD) in ausgewählten anatomischen Regionen von Interesse (z. B. Wirbelsäule und Femur). Darüber hinaus ist DXA in der Lage, Schätzungen des viszeralen Fetts mithilfe validierter Vorhersagealgorithmen bereitzustellen und liefert ein Maß für die Stammfettmasse, von dem festgestellt wurde, dass es das Krankheitsrisiko vorhersagt.
Diese Übersicht soll die wissenschaftlichen Erkenntnisse zusammenfassen Hintergrund von BIA und DXA und Bereitstellung eines umfassenden Überblicks über ihre theoretischen / technischen Konzepte und Anwendungen bei bettlägerigen und ambulanten Patienten sowie über die Informationen, die sie zur Pharmakokinetik von Arzneimitteln liefern können.
2.Bewertung von BC durch BIA
BIA misst die elektrischen Eigenschaften von Körpergeweben und stellt einen nützlichen Ansatz zur Schätzung von Parametern der Körperzusammensetzung wie TBW und FFM dar. Im Zweikompartimentmodell besteht der menschliche Körper aus FFM, das unter physiologischen Bedingungen die folgenden Komponenten enthält: Knochenmineralgehalt (~ 7%), extrazelluläres Wasser (~ 29%), intrazelluläres Wasser (~ 44%) und viszerales Protein (= 20%). Die BIA-Schätzung der Körperzusammensetzung basiert auf der Messung des Körperflüssigkeitsvolumens unter Verwendung des BIA-Widerstandswerts.
Die bioelektrische Impedanz oder Bioimpedanz (Z, Ω) ist definiert als der Gegensatz eines Leiters zum Fluss einer alternierenden Elektrik Strom angelegt. Die Bioimpedanz variiert sowohl mit der Gewebezusammensetzung als auch mit der Frequenz des angelegten Stroms. Die Bioimpedanz ist ein komplexer Parameter, der aus der Vektorbeziehung zwischen dem Widerstand (R, Ω), der aus intrazellulären und extrazellulären Flüssigkeiten entsteht, und der Reaktanz (Xc, Ω) abgeleitet wird, die mit der Kapazität der Zellmembran zusammenhängt. Obwohl der menschliche Körper kein einheitlicher Zylinder ist, kann eine empirische Beziehung zwischen dem Verhältnis height2 / R (cm2 / Ω 50 kHz), definiert als Bioimpedanzindex (BI), gemessen bei 50 kHz, und dem TBW-Volumen von ungefähr 73 hergestellt werden % des FFM bei gesunden Personen.
Einzelfrequenz-BIA (SF-BIA), im Allgemeinen bei 50 kHz, wird zwischen Oberflächenelektroden an Hand und Fuß geleitet. Einige BIA-Geräte verwenden andere Elektrodenplatzierungen, z. B. Fuß-zu-Fuß- oder Hand-zu-Hand-Elektroden (Bipedal BIA). In vielen Studien wurden Multifrequenz-Bioimpedanzanalysen von Hand zu Fuß (HF-BIA) und von Fuß zu Fuß (FF-BIA) verglichen, um Unterschiede in den FFM-Werten in Populationen mit einem breiten Bereich von Body-Mass-Index (BMI) und zu bewerten Sie fanden heraus, dass FF-BIA bei übergewichtigen und fettleibigen Probanden die niedrigsten FFM-Werte liefert, auch im Vergleich zu den Ergebnissen der DXA. In der klinischen Praxis ermöglicht BIA die Überwachung von Körperflüssigkeiten (extrazelluläres / intrazelluläres Verhältnis) und damit des Ernährungszustands der Patienten in kurzer und langer Zeit.
2.1. Phasenwinkel
Der Phasenwinkel (PA ((R / Xc) × (180 / π)), ausgedrückt in Grad) spiegelt das Verhältnis zwischen intra- und extrazellulärem Wasser wider. Es kann durch den Ernährungs- und Hydratationsstatus beeinflusst werden (Abbildung 1). Bei gesunden Probanden liegt die PA zwischen 6 ° und 7 ° und bei Sportlern kann sie 8,5 ° erreichen. Ein niedriger PA-Wert (< 5 °) zeigt den Verlust der zellulären Integrität an. Die PA scheint im Vergleich zur Impedanz ein empfindlicherer Indikator für den Ernährungszustand zu sein, da sie eng mit der zellulären Integrität verbunden ist.
(a)
(b)
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(b)
2.2. Multifrequenz-BIA- und BIA-Spektroskopie
BIA kann unter Verwendung von gleichzeitig elektrischem Strom mit unterschiedlichen Frequenzen durchgeführt werden. Die Anwendung von mehr als zwei Frequenzen von niedrigen (1 kHz) bis hohen (500 kHz) Frequenzen ermöglicht die Messung von TBW-, FFM-, FM- sowie ICW- und ECW-Kompartimenten. Bei niedrigen Frequenzen (1–5 kHz) dringt der elektrische Strom nicht in die Zellmembran ein, und daher wird angenommen, dass der Strom durch die extrazelluläre Flüssigkeit fließt. Umgekehrt fließt bei höheren Frequenzen (> 50 kHz) der Strom durch die Zellmembranen und ist sowohl mit intrazellulären als auch mit extrazellulären Flüssigkeitskompartimenten verbunden. Frequenzen über 100 kHz verbessern die Genauigkeit der Schätzung der Körperzusammensetzung nicht (Abbildung 2).
Die Bioimpedanzspektroskopie (BIS) unterscheidet sich in der zugrunde liegenden theoretischen Grundlage von der üblicheren angewandte Einzelfrequenz-BIA, da keine statistisch abgeleiteten, bevölkerungsspezifischen Vorhersagegleichungen verwendet werden müssen. Einer der Hauptvorteile der BIZ ist ihre Fähigkeit, zwischen ECW und ICW zu unterscheiden. Es wurde festgestellt, dass BIS zur Messung von Änderungen des Flüssigkeitsvolumens genau ist.
2.3. Bioelektrische Impedanzvektoranalyse (BIVA)
Bei dem von Piccoli et al. Eingeführten BIVA-Ansatz werden R und Xc (R-Xc-Diagramm), erhalten bei 50 kHz, auf die Höhe normalisiert (R / ht und Xc / ht) und als bivariate Vektoren aufgetragen (Abbildung 3). BIVA ermöglicht eine direkte Beurteilung des Körperflüssigkeitsvolumens durch Muster der Vektorverteilung auf der R-Xc-Ebene ohne Kenntnis des Körpergewichts. Referenztoleranzellipsen (50, 75 und 95%) für den einzelnen Vektor wurden zuvor in der gesunden Population und in bestimmten Patientenpopulationen berechnet.Bioelektrische Vektoren werden analysiert, indem ihre Position in Bezug auf Referenzwerte (Toleranzellipsen) bewertet wird: Eine signifikante Abnahme der Körperhydratation verschiebt den Vektor in Richtung des oberen Pols der Ellipsenhauptachse, während die Flüssigkeitsretention ihn in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Der Vektor verschiebt sich entlang der Nebenachse der Ellipse entsprechend der individuellen Weichgewebekörperzellmasse und verschiebt sich auf der linken Seite mit mehr Zellmasse.
2.4. Bewertung der Körperzusammensetzung durch Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA)
Unter den verschiedenen Methoden zur Messung der Körperzusammensetzung liefert DXA Ganzkörper- und regionale Schätzungen von drei Hauptkomponenten: FM, Lean Body Mass (LBM), und Knochenmineralgehalt (BMC). Als erste Wahl stehen verschiedene Optionen zur Untersuchung von viszeralem Fett zur Verfügung, z. B. Magnetresonanztomographie (MRT) oder Computertomographie (CT), da sie eine quantitative und qualitative Beurteilung von viszeral (prä- und postperitoneal) und subkutan (oberflächlich und) ermöglichen tiefes Fettgewebe. Kosten, technisches Personal und Fachwissen, Kontraindikationen und der Zugang zu diesen Methoden sind jedoch wichtige Einschränkungen. Daher wird DXA auch zur Untersuchung von viszeralem Fett verwendet.
DXA verwendet eine Quelle, die Röntgenstrahlen erzeugt, einen Detektor und eine Schnittstelle mit einem Computersystem zur Abbildung der gescannten Bereiche von Interesse. Die effektiven Strahlungsdosen sind gering (1–7 μSv), was die Technik weit verbreitet macht. Aufgrund der Vorteile von DXA in Bezug auf Genauigkeit, Einfachheit, Verfügbarkeit und relativ geringen Kosten im Vergleich zu Verfahren wie TBK, MRT oder CT IMAGING und geringer Strahlenexposition gewinnt die DXA-Messung zunehmend an Bedeutung und tritt auch bei der Muskelmasse als Referenzbewertungstechnik auf Bewertung. DXA-Systeme sind praktisch, erfordern keine aktive Beteiligung des Subjekts und bergen ein minimales Risiko. Die Strahlenexposition eines Ganzkörper-DXA-Scans entspricht 1 bis 10% einer Röntgenaufnahme des Brustkorbs. Darüber hinaus ermöglicht DXA im Gegensatz zu den meisten anderen Methoden der Körperzusammensetzung, mit denen eine einzelne Ganzkörperkomponente quantifiziert werden soll, die Quantifizierung mehrerer Ganzkörper- und regionaler Komponenten. Infolgedessen gewinnt DXA internationale Akzeptanz als Referenzmethode für die Körperzusammensetzung, insbesondere bei schwerer Unterernährung und Übergewicht / Adipositas.
2.5. Klinische Indikationen für die Anwendung von BIA
Als nicht-invasive Methode ermöglicht BIA die zeitliche Verfolgung von Änderungen der Körperzusammensetzung, z. B. bei Gewichtsverlust bei akuten oder chronischen Erkrankungen oder im Gegenteil bei Gewichtszunahme. Auf jeden Fall gibt es mehrere Faktoren, die die BIA-Ergebnisse beeinflussen können, z. B. die Nichtstandardisierung der Körperposition, frühere körperliche Betätigung sowie die Aufnahme von Nahrungsmitteln oder Flüssigkeiten. Es wurden auch verschiedene Vorhersagegleichungen entwickelt, um TBW und FFM abzuschätzen, die verschiedene Parameter wie Geschlecht, Alter und Körpergewicht umfassen. Diese Vorhersagegleichungen sind im Allgemeinen bevölkerungsspezifisch und gerätespezifisch und können nur bei Personen mit denselben Merkmalen der Referenzpopulation und mit einem physiologischen Hydratationsstatus nützlich sein.
Darüber hinaus können pathologische Bedingungen die der Person verändern Hydratationsgrad (Dehydration / Ödem). Daher konnten bestehende Gleichungen für FFM nicht verwendet werden, da sie nicht zwischen der Menge an intrazellulärem und extrazellulärem Wasser unterscheiden. Die Entwicklung und Validierung spezifischer Gleichungen ist obligatorisch und sollte im Mittelpunkt künftiger Studien stehen.
In Bezug auf PA ist dies ein nützlicher Parameter in der klinischen Praxis, da es die Identifizierung und Überwachung von Patienten ermöglicht, bei denen das Risiko einer Beeinträchtigung des Ernährungszustands besteht und verminderte Überlebensraten wie HIV / AIDS, Krebs, Anorexie, Leberzirrhose, Hämodialyse und geriatrische und chirurgische Patienten mit Lungenerkrankungen.
Nur wenige Studien haben sich auch mit der Möglichkeit befasst, PA in der Sportmedizin anzuwenden, um die körperliche Leistungsfähigkeit zu bewerten Leistung. Silva et al. beschrieben eine positive Korrelation zwischen Handgriffstärke und PA bei Elite-Judo-Athleten während eines Wettkampfs. Kürzlich haben Marra et al. zeigten in einem Team von Elite-Ausdauerradfahrern, die während ihrer Teilnahme an einem Turnier-Radrennen (Giro d’Italia) bewertet wurden, eine signifikante und progressive Reduzierung der PA. Die Verringerung der PA deutet auf einen Verlust von intrazellulärem Wasser (ICW) hin, was durch die langfristige Konkurrenz und die kontinuierliche intensive Bewegung erklärt werden könnte. Diese Studie zeigte, dass PA eine nützliche Methode zur Überwachung der Körperzusammensetzung und zur Gewinnung von Informationen über die Zellintegrität ist, auch wenn ihre Beziehung zur sportlichen Leistung nicht ohne weiteres ersichtlich ist.Aus diesem Grund ist es in Zukunft ratsam, Studien an Spitzensportlern durchzuführen, um den Zusammenhang zwischen PA und Muskelkraft und -leistung zu überprüfen.
Trotz der engen Korrelation zwischen Ernährungszustand und Phasenwinkel Nicht alle Studien ergaben, dass der Phasenwinkel ein verlässlicher Indikator für krankheitsbedingte Unterernährung ist. Dies führte zur Verwendung des BIVA-Ansatzes als alternatives Instrument zur Beurteilung und Überwachung des Hydratations- und Ernährungsstatus von Patienten bei verschiedenen pathologischen Zuständen wie Hämodialyse oder ambulanter Peritonealdialyse, Leberzirrhose, kritisch kranken und fettleibigen Patienten mit stabilem und sich änderndem Gewicht. Aufgrund seiner Unabhängigkeit von Regressionsgleichungen bei der Berechnung von Muskelmasse, Fettmasse und Körpergewicht ermöglicht BIVA ein detaillierteres Verständnis des Hydratationsstatus und der Zellmasse im Vergleich zum Phasenwinkel allein . Da der Phasenwinkel aus Reaktanz und Widerstand berechnet wird, können unterschiedliche Positionen des Vektors im R-Xc-Diagramm theoretisch identische Phasenwinkel erzeugen (Abbildung 3). Die Unterscheidung zwischen adipösen (hoher Phasenwinkel, kurzer Vektor) und sportlichen Probanden (hoher Phasenwinkel und langer Vektor) ist folglich durch BIVA ebenso möglich wie die Unterscheidung zwischen kachektischen (niedriger Phasenwinkel und langer Vektor) und mageren Probanden (normaler Phasenwinkel und langer Vektor) ).
Zusammenfassend stellen der bioelektrische Phasenwinkel und BIVA einen klinischen Ansatz für die Körperzusammensetzung dar, der frei von Vorhersagegleichungen ist – Fehler und Annahmen -, obwohl die Mengen der Körperkompartimente nicht gemessen werden.
3. Klinische Indikationen zur Verwendung von DXA
DXA wird in der klinischen Praxis routinemäßig zur Messung von Knochenmineralgewebe verwendet, um die Diagnose und Nachverfolgung von Osteoporose zu ermöglichen, einer potenziell risikoreichen Erkrankung, die durch Malabsorption, Unterernährung gekennzeichnet ist. und langfristige Kortikosteroidtherapien, die häufig nach den Wechseljahren und bei mehreren chronischen Erkrankungen beobachtet werden.
Die Verwendung von DXA zur Beurteilung der Körperzusammensetzung in der täglichen klinischen Praxis sollte auf übergewichtige / fettleibige Patienten ausgedehnt werden, um dies zu erreichen Bessere Bewertung ihres langfristigen kardiovaskulären und onkologischen Risikos im Zusammenhang mit übermäßiger Adipositas. Auf individueller Ebene ermittelte BMI-Veränderungen unterscheiden nicht zwischen einem erhöhten Körpergewicht aufgrund von Fett oder fettfreier Masse. In der Tat hat die WHO den BMI als ein gutes Maß für die Adipositas auf Bevölkerungsebene definiert, aber als „Ersatz“ für die Adipositas auf individueller Ebene. DXA misst die übermäßige Adipositas genauer als der BMI, aber obwohl dies vielversprechend ist, ist es verfrüht, dies zu empfehlen Routinemäßige Anwendung zur Diagnose von Fettleibigkeit, da nur wenige eindeutige Aussagen zur klinischen Indikation für die Beurteilung der Körperzusammensetzung bei Patienten außerhalb des Forschungsumfelds vorliegen. DXA könnte jedoch zur Überwachung von Veränderungen in magerem und fettem Gewebe bei adipösen Personen verwendet werden, die großen Gewichtsverlusten ausgesetzt sind In diesem Zustand ändert sich das Körpergewicht möglicherweise nicht, aber die Körperzusammensetzung kann sich während Eingriffen zur Gewichtsreduktion ändern. Mit DXA können Gesamtfett und mageres Weichgewebe sowie Stamm- und viszerales Fett quantifiziert werden, die für die Bewertung nützlich sind Daher kann DXA eine Methode zur klinischen Bewertung von Gewichtsveränderungen und / oder Trainingsprogrammen für Fett und FFM darstellen Fächer. Die DXA-Analyse kann auch bei Patienten mit Sarkopenie angewendet werden. Dieser Zustand beinhaltet eine verminderte Skelettmuskelmasse und -stärke und wird normalerweise bei älteren Menschen beschrieben. Ähnlich wie Fettleibigkeit wird es als Risikofaktor für Stoffwechselerkrankungen angesehen. Wenn Sarkopenie und Fettleibigkeit bei einer Person gleichzeitig auftreten, wird die Erkrankung als sarkopenische Fettleibigkeit (SO) bezeichnet.
Mit DXA können wir auch Informationen über die drei Kompartimente (mager, fett und Knochen) von erhalten den Körper und vier Regionen (dh Kopf, Rumpf, Arme und Beine), um Informationen über die Wirksamkeit der Behandlung bei Osteoporose und anderen klinischen Zuständen im Zusammenhang mit dem Knochenumsatz zu erhalten.
Andere klinische Beispiele Indikationen für DXA sind:
3.1. Pädiatrisches Alter
Die Analyse der Körperzusammensetzung bei Kindern bietet einen Einblick in die komplexen Veränderungen, die während der Kindheit auftreten, und bietet die Möglichkeit, metabolische und physiologische Zusammenhänge zu verstehen. DXA hat die Fähigkeit, den Ernährungsstatus und Wachstumsstörungen durch Analyse der einzelnen Kompartimente des Körpers zu bewerten und bietet somit die Möglichkeit, die Skelettreifung und die Mineralhomöostase in Bezug auf Umwelt- und / oder pathologische Faktoren zu untersuchen, die an der Entwicklung beteiligt sind.
3.2. Patienten mit HIV
DXA-Gesamtkörperzusammensetzung mit regionaler Analyse können bei HIV-Patienten verwendet werden, um die Fettverteilung bei Patienten mit antiretroviralen Mitteln zu bestimmen, bei denen das Risiko einer Lipoatrophie besteht. Mit DXA können die individuellen und unabhängigen Wirkungen antiretroviraler Wirkstoffe auf peripheres (Arm und Bein) und zentrales (Rumpf) Fett nachgewiesen werden.Es wurde gezeigt, dass DXA eine hochempfindliche und durchweg zuverlässige Technik zum Nachweis von Änderungen der Fettverteilung über einen relativ kurzen Zeitraum (z. B. Monate) ist, bevor sich eine klinisch offensichtliche Lipodystrophie entwickelt.
3.3. Patienten, die für eine bariatrische Chirurgie in Frage kommen oder behandelt werden
DXA kann bei adipösen Patienten angewendet werden, die sich einer bariatrischen Operation unterziehen, um Veränderungen der Muskelmasse und der Fettmasse zu überwachen. Wiederholte Scans könnten 3 Monate nach der bariatrischen Operation durchgeführt werden. Die Früherkennung eines Rückgangs des mageren Weichgewebes während des Gewichtsverlusts kann zu klinischen Empfehlungen für mehr körperliche Bewegung und angemesseneren Ernährungsempfehlungen führen, obwohl praktische Überlegungen die Verwendung von DXA bei stark fettleibigen Personen einschränken.
3.4. Sicherheit von DXA
Mit Ausnahme der Schwangerschaft gibt es keine Kontraindikationen für die Verwendung von DXA in der klinischen Praxis. Da es sich jedoch um ein radiologisches Verfahren handelt, sollte die DXA nicht mehr als zweimal pro Jahr durchgeführt werden. Dies ist vergleichbar mit der Exposition gegenüber einem Interkontinentalflug und erfordert daher zumindest bei einigen Patienten keine strenge Überwachung.
4. Körperzusammensetzung und Pharmakokinetik: Ein Fenster mit Möglichkeiten für Forschung und Therapie
Es gibt immer noch wenig Bewusstsein für das Problem, dass Reaktionen auf Medikamente durch Änderungen der Körperzusammensetzung beeinflusst werden können. Obwohl Fettleibigkeit und Kachexie im Extremfall die Pharmakokinetik und Pharmakodynamik von Arzneimitteln auf mehreren Ebenen beeinträchtigen können, sind die wichtigsten Auswirkungen auf die Arzneimittelverteilung, d. H. Auf die Diffusion von Arzneimitteln aus dem Blut in das Gewebe. Da die Gesamtmenge eines Arzneimittels, das aus dem Blut in sein Verteilungskompartiment gelangt (hauptsächlich Fettmasse für lipophile Arzneimittel und fettfreie Masse für hydrophile Arzneimittel), von der Größe des Kompartiments abhängt, wird die Arzneimittelverteilung vom Status der Körperzusammensetzung beeinflusst . Wenn ein Medikament einem Patienten verabreicht wird, dessen relative Verteilungskompartimente größer als das normale sind, ist seine Spitzenkonzentration im Plasma niedriger und die Zeit für sein Verschwinden aus dem Blut länger als normal, was zu kleineren, aber längeren pharmakologischen Wirkungen führt.
Umgekehrt werden höhere Spitzenkonzentrationen und eine kürzere Persistenz im Plasma erwartet, wenn sein Verteilungskompartiment kleiner als normal ist, was darauf hindeutet, dass unter diesen Bedingungen die Toxizität selbst bei einer geringeren klinischen Wirksamkeit höher sein könnte. Die pharmakokinetischen Konsequenzen der Erweiterung der Arzneimittelverteilungskompartimente wurden in der Vollnarkose bei adipösen Patienten genauer untersucht. Darüber hinaus wurde wiederholt darauf hingewiesen, dass eine Unterdosierung ein sehr häufiges Problem bei adipösen Patienten sein könnte, und es wurden Strategien zur Dosisanpassung bei krankhafter Adipositas festgelegt. Die Informationen für mehrere Klassen von Arzneimitteln bei Fettleibigkeit sind jedoch immer noch sehr begrenzt, und es sind große Anstrengungen erforderlich, um dieses Problem anzugehen.
Darüber hinaus wurde den Auswirkungen des Rückgangs bis vor kurzem wenig Aufmerksamkeit geschenkt in Fett und / oder fettfreier Masse zur Pharmakokinetik von Arzneimitteln unter sarkopenischen Bedingungen, mit Ausnahme weniger Studien, die unter ausgewählten pathologischen Bedingungen wie AIDS durchgeführt wurden. Das Interesse an diesem Thema hat in den letzten Jahren nach der Veröffentlichung einer Reihe einflussreicher Veröffentlichungen zugenommen, die zeigen, dass die dosisabhängige Toxizität von hydrophilen Antineoplastika wie 5-FU oder Capecitabin bei sarkopenischen Patienten höher ist und umgekehrt mit der Psoas-Muskeloberfläche zusammenhängt gemessen durch CT-Scan auf der Ebene von L3. Diese Beobachtung passt gut zu dem Beweis, dass FFM und insbesondere die Skelettmuskelmasse das Hauptverteilungskompartiment für diese Medikamente darstellen. Das Problem der Arzneimittelverteilung in den Muskeln und seine Folgen bei neoplastischen Patienten mit Sarkopenie wird durch den Nachweis weiter erschwert, dass einige Transduktionstherapeutika wie Sorafenib die Muskelmasse durch direkte Wirkung reduzieren können. Dies deutet auf mögliche, neue und unerwartete Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Protokollen der Kombinationschemotherapie mit Arzneimitteln hin, die sich direkt auf die Größe der Verteilungskompartimente auswirken. Forschungen, die sich speziell auf die Dosisanpassung von Arzneimitteln gemäß den Merkmalen der Körperzusammensetzung konzentrieren, sind für eine präzise, personalisierte Therapie erforderlich.
5. Zukünftige Richtungen
In dieser Überprüfung wurde die Relevanz der Bewertung und Überwachung der Körperzusammensetzung durch BIA und DXA für die Bewertung des Ernährungszustands unter verschiedenen pathologischen Bedingungen hervorgehoben. Für eine breitere klinische Anwendung sollten jedoch einige Probleme im Zusammenhang mit diesen Techniken angegangen werden.
Zukünftige Untersuchungen zu BIA könnten Folgendes umfassen: (i) Verbesserung der Validierung von BIA-Gleichungen nach Alter, Geschlecht und ethnischer Zugehörigkeit (ii) Entwicklung spezifischer Gleichungen für unter- oder überhydratisierte Patienten (iii) Entwicklung einer PA-Prognose / Überlebensvorhersagewerte bei pathologischen Zuständen (iv) Genaue Validierung von MF-BIA, segmentalem BIA und BIS bei Zuständen von Körperflüssigkeitsanomalien (Herz-, Leber-, Nierenerkrankungen usw.)
Für DXA zukünftige Entwicklungen Dies könnte Folgendes sein: (i) Individuelle Faktoren, die die Genauigkeit der Methoden beeinflussen, wie Körperform und -größe des Probanden, Kalibrierungsverfahren, Softwareversion und Instrumentenmodelle. (ii) Fortgeschrittene Analysetechniken, die den Einfluss von Bewegungsartefakten auf erheblich reduzieren Säuglings-DXA-Scans (iii) Hoch standardisierte und reproduzierbare Verfahren zur Patientenpositionierung und Bildanalyse zur genauen Messung der interessierenden axialen, appendikulären und segmentalen Regionen (iv) Beurteilung, wie sich Änderungen der Fettverteilung auf die Genauigkeit auswirken Die Anzahl der Schätzungen / Messungen ändert sich insofern, als sich die geschätzte Körperzusammensetzung durch DXA mit Alter, Bewegung und Ernährung ändert.
Schließlich scheinen zukünftige Studien obligatorisch zu sein, um die Beziehung zwischen Pharmakokinetik und Pharmakodynamik verschiedener Arzneimittel und besser zu verstehen BC in verschiedenen Ernährungszuständen.
Interessenkonflikte
Die Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte haben.
Danksagungen
In Im Mai 2016 trat eine Gruppe italienischer Experten für Körperzusammensetzungsforschung in Neapel (Italien) zu einem Minisymposium zusammen, um die Rolle der Messung der Körperzusammensetzung in Forschung und klinischer Praxis zu erörtern, wobei der Schwerpunkt auf der Anwendung von BIA und DXA lag. Das Symposium wurde in Erinnerung an Prof. Flaminio Fidanza (1920–2013) abgehalten, der mit Prof. Ancel Keys zusammenarbeitete und schnell zu einer einflussreichen Persönlichkeit auf dem Gebiet der Ernährungs- und Körperzusammensetzungsforschung wurde. Die Autoren bestätigen die Teilnahme von Prof. P. Buono, Prof. A. Colantuoni, Dr. C. De Caprio, Dr. E. De Filippo, Prof. B. Guida, Dr. G. Monacelli, Prof. M. Muscaritoli, Dr. M. Parillo, Prof. P. Sbraccia, Prof. L. Scalfi, Dr. R. Trio und Prof. G. Valerio für ihren Beitrag zur Diskussion während der Sitzungen.