Ожирение относится к основным факторам риска множественных хронических патологий, является причиной преждевременной смертности от ряда заболеваний и растущей проблемой общественного здравоохранения во всем мире [1]. Избыточная масса тела и ожирение повышают риск развития сердечно-сосудистых, метаболических и нейродегенеративных заболеваний, а также проблем опорно-двигательного аппарата и многих других осложнений для здоровья [2][3]. Известно, что Россия входит в пятерку стран, на которые приходится треть всех случаев заболеваемости ожирением [4][5]. Стоит отметить, что процент данного заболевания в нашей стране продолжает расти практически во всех регионах, при этом наиболее часто оно встречается среди женщин [4].

Индекс массы тела (ИМТ) наиболее распространенный метод для диагностики и классификации ожирения, при этом достоверность данного метода в последнее время все чаще ставится под сомнение, так как он не дает возможность оценить количественное соотношение компонентного состава тела, в том числе между жировой и тощей массой тела [6][7][8]. На взаимосвязь между ИМТ и составом тела оказывают влияние различные индивидуальный факторы, в том числе такие как возраст, физическая активность, пол и этническая принадлежность, которые данный метод учитывает недостаточно или не учитывает вовсе [9][10].

Достойной альтернативой ИМТ считается биоимпедансный анализ, являющийся доступным и неинвазивным методом измерения состава тела, позволяющий оценить компонентный состав тела [11]. Так, известно, что жировая масса считается достоверным показателем ожирения из-за ее взаимосвязи с метаболическими осложнениями независимо от массы тела, а избыток процентного содержания жира увеличивает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, в то время как мышечная обладает протективной функцией относительно хронических неинфекционных заболеваний [12][13]. Кроме того, рекомендуется использовать антропометрические индексы, такие как соотношение жировой массы тела к тощей, индекс окружности «талия-бедра» и другие, которые позволяют выявлять различные виды ожирения и степень его развития. Использование данных методик и индексов должно привести к установлению новых критериев диагностики ожирения, а измерение содержания жира в организме должно стать общепринятым показателем для его диагностики и скрининга [14].

Таким образом, целью данной работы является оценка информативности индекса массы тела в онтогенетическом аспекте среди женского населения Магаданской области на основе изучения комбинированного сочетания ИМТ и индексов обезжиренной (FFMI) и жировой массы (FMI), а также их соотношения с показателями общего содержания жира в организме и индекса «талия–бедра».

Место проведения. НИЦ «Арктика» ДВО РАН.

Время исследования. Осенне-зимний период 2021–2022 г.

Для поставленной цели проанализировано 754 женщины из числа европеоидов, постоянно проживающих на территории Магаданской области, добровольно прошедших обследование в Центре здоровья г. Магадан.

Критерии включения: женский пол, 1–2 группа здоровья, отсутствие жалоб на момент исследования.

Критерии исключения: несоответствие полу и возрасту, наличие хронических заболеваний, отсутствие информированного согласия.

Использовался сплошной способ формирования выборки из числа северян, удовлетворяющих критериям включения.

Анализируемая выборка была разделена на 4 группы согласно возрастной периодизации 1965 года: 1-я — девушки, 182 человека (16–20 лет), 2-я — женщины 1‑го зрелого возраста, 151 человек (21–35 лет), 3-я — женщины 2-го зрелого возраста, 230 человек (36–55 лет) и в 4-ю группу вошли женщины пожилого возраста, 191 человек (56–74 года). В дальнейшем каждая группа была разделена согласно классическим критериям ИМТ, где значение <18,5 кг/м² определялось как дефицит массы тела, 18,5–24,9 кг/м² — нормальная масса тела, 25–29,9 кг/м² — избыточная масса тела и ИМТ>30 кг/м² — ожирение [15].

Одноцентровое проспективное одновыборочное сравнительное исследование.

В общую базу данных вносились следующие показатели: длина тела (см), масса тела (кг), тощая (кг) и жировая масса тела (кг), процентное содержание жира в организме (%), полученные при помощи анализатора биоимпедансных обменных процессов и состава тела АВС-02 «МЕДАСС», Россия [16], а также индекс соотношения талия-бедра (ОТ/ОБ, усл. ед.). Результаты измерения жировой и тощей массы были использованы для расчета индекса массы жира (FMI = жировая масса тела (кг) /ДТ (м)², кг/м²) и индекса тощей массы (FFMI = тощая масса тела (кг) /ДТ(м)², кг/м²). Результаты FMI≥11,8 усл. ед. были классифицированы как высокая жировая масса, а FFMI≤15 усл. ед. — как низкая мышечная масса [17]. Рассчитано соотношение FM/FFM, которое при значении <0,4 усл. ед. классифицируется как метаболическое здоровье, 0,4–0,8 усл. ед. — как ожирение, а >0,8 усл. ед. — как саркопеническое ожирение [17]. При интерпретации индекса «талия-бедра» (ОТ/ОБ) критерием абдоминального ожирения у женщин принималось значение >0,85 усл. ед.

Избыточное процентное содержание жира в организме, превышающее рекомендуемый диапазон определялось по следующим критериям: для девушек >32%, для женщин 1‑го и 2-го зрелого возраста >33% и для женщин пожилого возраста >35% [18].

Результаты подвергнуты статистической обработке с применением пакета прикладных программ «Statistica 7.0». Проверка на нормальность распределения измеренных переменных осуществлялась на основе теста Шапиро–Уилка. Результаты исследования представлены как среднее значение и его ошибка (М±m). При множественном сравнении для выборок с нормальным распределением был использован параметрический однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA), затем для выявления статистически значимых различий между конкретными группами нами был использован апостериорный анализ с помощью теста для множественных сравнений Scheffe. Проведен ROC-анализ и вычислена площадь под ROC кривой (area under curve, AUC). Анализ кривой характеристик (ROC) использовался для оценки возможности ИМТ и FM/FFM идентифицировать присутствие ожирения в различных возрастных группах. Прогностическая способность определялась количественно через площадь под кривой ROC (AUC), причем большие значения указывали на большую прогностическую способность [19]. Критический уровень значимости (p) в работе принимался равным 0,05; 0,01; 0,001.

Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом Федерального государственного бюджетного учреждения науки Научно-исследовательского центра «Арктика» Дальневосточного отделения Российской академии наук (заключение №002/021 от 26.11.2021 г.). Перед включением в исследование у каждого человека было получено информированное добровольное согласие, работа проводилась с деперсонализированными данными.

Расчет размера выборки предварительно не проводился.

Изучаемые показатели, расчетные индексы, а также статистические различия внутри возрастных групп представлены в таблице 1, в таблице 2 указаны статистические различия между анализируемыми возрастными группами.

Анализ процентного соотношения обследуемых с различными значениями ИМТ свидетельствует о снижении количества лиц с дефицитом и нормальной МТ от группы девушек к женщинам пожилого возраста на фоне увеличения доли лиц с избыточной массой тела, а также с ожирением у женского населения Магаданской области в онтогенетическом аспекте.

В группе девушек соотношение доли лиц с различными величинами МТ (группа дефицита МТ — нормальные величины МТ — избыточные значения МТ — ожирение) имело следующий вид: 14%-69%-12%-5% с преобладанием в выборке обследуемых с нормальной МТ. В выборке женщин 1‑го зрелого возраста данное соотношение изменилось за счет незначительного увеличения процента обследуемых с избытком массы тела и в большей степени с ожирением на фоне уменьшения количества женщин с нормальными значениями МТ (9%-62%-19%-10%). В группе женщин 2-го зрелого возраста мы выявили значительное снижение лиц с дефицитом МТ (до 2%) и нормальными величинами МТ (до 42%) на фоне возрастания лиц с избыточной МТ (до 31%) и ожирением (25%), тогда как среди женщин пожилого возраста лиц с дефицитом МТ зафиксировано не было, а наибольший процент выборки характеризовался ожирением (0%-20%-28%-52%). В целом, группа лиц с избытком МТ преобладает над ожирением в группе девушек, женщин 1‑го и 2-го зрелого возраста, тогда как среди женщин пожилого возраста наблюдается значимый рост количества лиц с ожирением.

Анализ тощей массы тела (FFMI) позволил выявить, что девушки с ИМТ<18,5 кг/м² характеризуются дефицитом мышечной массы. Согласно индексу жировой массы, в данной возрастной категории, как при избыточной МТ, так и при ожирении не выявлено избытка жировой ткани в организме (как по показателю FMI, так и по величине общего содержания жира в организме). При этом следует отметить, что соотношение FM/ FFM у девушек при ожирении лишь незначительно превышало нормативный диапазон.

В группе женщин 1‑го зрелого возраста при дефиците МТ также было отмечено недостаточное содержание мышечной массы при оптимальных величинах остальных анализируемых характеристик соматометрического статуса. В группе обследуемых с нормальной МТ отклонений по анализируемым показателям выявлено не было, тогда как в группе с избыточной МТ и ожирением этого же возрастного периода числовые величины FM/FFM отражали наличие ожирения, что наблюдалось с одновременным возрастанием общего содержания жира в организме и увеличением FMI лишь в группе женщин с ожирением.

Согласно результатам настоящего исследования, рост негативных тенденций в уровне физического развития в группе женщин 2-го зрелого возраста был выявлен уже при ИМТ, соответствующем нормативному диапазону, что проявлялось недостаточностью мышечного компонента, на фоне величин FM/FFM, отражающих наличие ожирения. Лица с избыточной МТ в данной возрастной категории характеризовались ожирением (FM/FFM — 0,63 кг/м²), что сочеталось с избытком процентного содержания жира в организме. В группе женщин с ожирением зафиксировано абдоминальное ожирение, на фоне избыточного содержания общего жира и высокого значения индексов FMI и FM/FFM. При этом наименьшая информативность ИМТ выявлена среди женщин пожилого возраста, ввиду того, что уже при ИМТ, соответствующем нормативным величинам, для обследуемых было характерно наличие избытка общего содержания жира, высокие цифровые величины FM/FFM, свидетельствующие об ожирении, а также сниженные значения мышечного компонента. При избыточной МТ зафиксированы аналогичные тенденции за исключением оптимального значения содержания мышечной массы, при этом следует указать на выявленное наличие абдоминального ожирения в данной группе, исходя из высоких значений индекса ОТ/ОБ. Для лиц, входящих в группу ожирения, выявлены наиболее высокие значения показателей FMI, FM/FFM, общего содержания жира на фоне абдоминального ожирения. При этом стоит отметить отсутствие статистически значимых различий практически по всем анализируемым показателям (за исключением FM/FFM в группе ожирения) между женщинами 2-го зрелого и пожилого возраста при избыточной МТ и ожирении.

Анализ полученных данных позволил выявить возрастание показателей FMI, FM/FFM, общего содержания жира, соотношения ОТ/ОБ, на фоне снижения величин FFMI в ряду от девушек к женщинам пожилого возраста в группах с нормальными и избыточными значениями ИМТ, а также ожирением. В каждой возрастной группе нами также выявлена значимая динамика возрастания анализируемых показателей по мере увеличения значений ИМТ. Помимо этого, в возрастном аспекте зафиксировано изменение диапазонов размаха ИМТ от минимального к максимальному: так, в группе девушек данный размах составил 16,5–39,4 кг/м², что вполне сопоставимо с аналогичным показателем в выборке женщин 1‑го зрелого возраста, который составил от 17,0 до 38,5 кг/м², при этом в группе 2-го зрелого возраста зафиксировано увеличение верхнего порога ИМТ до 45,0 кг/м² с нижним пределом, равным 17,1 кг/м², тогда как в группе женщин пожилого возраста был выявлен значительный сдвиг минимального значения до 20,7 кг/м², что свидетельствует об отсутствии лиц с наличием дефицита МТ при максимальном пороге, достигшем значения 51,1 кг/м².

На рисунке 1 представлен график динамики процентного распределения доли лиц с нормальными и избыточными величинами МТ, а также ожирением (процент встречаемости дефицитных проявлений ИМТ исключен ввиду отсутствия данной категории в пожилом возрасте).

Учитывая тот факт, что ИМТ в наших исследованиях недостаточно корректно отражал наличие ожирения, для оценки оптимального порога ИМТ, характеризующего отсутствие ожирения, нами в соответствии с нормативными величинами FM/FFM была построена серия ROC-кривых для обследуемых групп женщин различных возрастных групп (рис. 2).

Полученные нами данные достаточно наглядно демонстрируют тот факт, что в группе девушек дефицит МТ был обусловлен недостаточной мышечной массой (по величине FFMI). В группах с нормальной и избыточной МТ все анализируемые антропометрические характеристики и их индексы соответствовали референсным диапазонам, тогда как в выборке «ожирение» на фоне оптимальных значений мышечного компонента, величины ОТ/ОБ и общего содержания жира в организме были выявлены высокие значения FM/FFM, отражающие наличие ожирения, что определялось величиной FMI, характеризующей наличие «предожирения» в данной группе. Полученные результаты в группе девушек-северян позволяют сделать заключение о допустимом использовании ИМТ для определения, как нормативных диапазонов, так и наличия избыточной массы тела и ожирения.

В группе женщин 1‑го зрелого возраста при дефиците МТ также были зафиксированы низкие значения мышечной массы с оптимальными величинами остальных показателей, при этом сравнительный анализ с девушками этой же группы ИМТ не выявил различий по всем анализируемым характеристикам. В этом же возрастном периоде, при ИМТ, советующем нормативному диапазону, обследуемым женщинам были характерны оптимальные значения всех анализируемых характеристик, при этом следует указать, что величины FFMI и FM/FFM максимально приближалась к границе допустимых значений. Для группы с избыточными значениями МТ были характерны высокие значения общего содержания жира в организме и соотношения FM/FFM, а также величины FMI отражающие степень «предожирения». Аналогичные тенденции отмечены в выборке с ожирением, при этом в данной группе величина FMI свидетельствует о наличии ожирения у представительниц данной выборки. По нашему мнению, в данной возрастной группе также возможно применение оценки уровня физического развития на основе расчета ИМТ.

Женщины 2-го зрелого возраста характеризовались недостаточным содержанием мышечного компонента в группе с дефицитом МТ. При величинах ИМТ, соответствующих нормативному диапазону нами также было отмечено снижение мышечной массы с одновременным возрастанием FM/FFM до степени ожирения. При избыточной МТ об ожирении, помимо соотношения FM/FFM, свидетельствовали высокие значения общего содержания жира в организме. В группе «ожирение» сохранялись аналогичные тенденции, но сопровождались высокими величинами FMI, а также ОТ/ОБ, отражающими наличие абдоминального ожирения в данной группе. По-нашему мнению, применение ИМТ в данной группе имеет определенные ограничения, так как анализируемые показатели при нормативных пределах ИМТ не соответствуют референсным диапазонам.

В группе женщин пожилого возраста высокие значения FM/FFM и общего содержания жира были отмечены в каждой анализируемой группе, при этом при ИМТ, входящим в диапазон «норма», выявлен недостаток мышечной массы, а в группе избыточной МТ данные негативные проявления сочетались с абдоминальном ожирением, с добавлением в выборке с «ожирение» высоких величин FMI. Таким образом, полученные данные ставят под сомнение использование показателя ИМТ для классификации нормальных величин МТ в группах женщин 2-го зрелого и пожилого возраста.

Из рисунка 1 следует, что как для девушек, так и для женщин 1‑го зрелого возраста характерно преобладание лиц с нормальными значениями МТ (69% и 62% соответственно) с некоторым возрастанием доли лиц с избытком МТ и ожирением в 1-м зрелом возрасте; во 2-м зрелом возрасте, несмотря на преобладание лиц с нормальной МТ, отмечается рост числа лиц с избыточной МТ (31%) и ожирением (25%) относительно более ранних периодов онтогенеза. В выборке женщин пожилого возраста зафиксировано значительное снижение количества лиц с нормальной МТ (20%) на фоне преобладания лиц с ожирением (52%). Данные, представленные на рисунке 1, свидетельствуют о достаточно неблагоприятных тенденциях в формировании физического статуса современных женщин-северян в виде возрастного снижения количества лиц с нормальной МТ. В пожилом возрасте нами выявлен перекрест линий кривых, который характеризуется выраженным превалированием доли лиц с ожирением над частотой случаев с нормальными величинами МТ, при этом процент обследуемых с избыточной МТ также превышает процент лиц с нормативными значениями данного параметра.

Следует отметить, что показатель FM/FFM имел сильные значимые корреляционные взаимосвязи с показателями FMI и процентом общего содержания жира, где коэффициенты корреляции между данными показателями в группе девушек составили r=0,91 (p=0,001) и r=0,99 (p=0,001), в группе женщин 1‑го зрелого возраста r=0,69 (p=0,001) и r=0,96 (p=0,001), в выборке обследуемых 2-го зрелого возраста r=0,97 (p=0,001) и r=0,91 (p=0,001) и в пожилом возрасте r=0,74 (p=0,001) и r=0,91 (p=0,001) соответственно.

При этом проведенный корреляционный анализ между показателем FFMI и соотношением FM/FFM во всех возрастных группах выявил наличие слабых отрицательных взаимосвязей, которые в выборке девушек составили r=-0,14 (p=0,82), у женщин 1‑го зрелого и 2-го зрелого возраста: r=-0,19 (p=0,65) и r=-0,01 (p=0,98) соответственно, для пожилого населения была характерна несколько более сильная связь данных показателей коэффициент корреляции, которой составил -0,30 (p=0,05). Подобная тенденция, на наш взгляд, может являться отражением развития саркопенических проявлений, которые в большей степени выражены среди женщин-северян пожилого возраста.

В целом, полученные в нашей работе результаты свидетельствуют о том, что классические диапазоны ИМТ не являются четкими критериями для определения нормальной, избыточной МТ, а также ожирения, особенно для более старших возрастных групп, ввиду того, что данный параметр не представляет достоверной информации о компонентном составе теле, в том числе содержания мышечной и жировой массы тела. Для определения величин ИМТ, которые могут служить маркером оптимального соотношения FM/FFM, исключающего ожирение и саркопенические проявления в анализируемых группах женщин-северян, был проведен анализ на прогностическую значимость с использованием ROC-кривых и расчетом величины AUC.

На рисунке 2 представлены ROC-кривые для определения маркерной величины ИМТ при величине FM/FFM>0,4 усл. ед., свидетельствующей о наличии ожирения. Так, проведенный ROC-анализ позволил установить, что у девушек (рис. 2а) ИМТ, превышающий 24 кг/м², имеет высокую прогностическую значимость для определения развития ожирения, что подтверждается высоким уровнем значимости исходя из AUC равным 0,78 (p<0,001). Полученная высокая значимость проведенного ROC-анализа сочетается с достаточно высоким уровнем корреляционной взаимосвязи ИМТ и FM/FFM (r=0,42, p<0,001) с частотой встречаемости обследуемых девушек с FM/FFM>0,4 усл. ед. в 25% случаев. В выборке женщин 1‑го зрелого возраста (рис. 2б) ИМТ с отсечкой, равной 24 кг/м², также свидетельствовал о прогностической значимости относительно определения ожирения (AUC=0,80, p<0,001) с высоким значением коэффициента корреляции между ИМТ и FMI/FFMI, который составил 0,53 (p<0,001) при доле обследуемых со значением, превышающим порог метаболического здоровья по значениям FM/FFM равной 59%.

В группе женщин 2-го зрелого возраста (рис. 2в) мы отметили смещение данного порога до величины, которая оставила 25 кг/м² со значимостью, равной 0,84 (p<0,001), что наблюдалось на фоне отсутствия взаимосвязи между величинами ИМТ и FM/FFM (r=0,22, p=0,12) с возрастанием доли лиц с FM/FFM более 0,4 усл. ед. до 90% в выборке.

Для женщин пожилого возраста (рис. 2г) ROC-анализ не показал прогностической значимости (AUC=0,58), что позволяет сделать вывод об ограничении применения ИМТ в качестве маркера риска ожирения в данной возрастной группе. Данный вывод также подтверждается слабой корреляционной взаимосвязью ИМТ и соотношения FM/FFM, которая составила r=0,33 (p=0,15), а также высоким процентом обследуемых с величинами FM/FFM, превышающими нормативный диапазон (93%).

Полученные данные в нашем исследовании в полной мере соответствуют результатам, в которых указывается на неприменимость использования установленного порогового значения ИМТ в группах лиц пожилого возраста (более 65 лет) ввиду наличия более высокого процента жира в организме у представителей данного периода онтогенеза [20]. Насколько нам известно, это первое исследование лиц женского пола, проживающих в условиях Северо-Востока России, оценивающее применимость антропометрических измерений для оценки ожирение и его типа на основе оценки индекса жировой и безжировой массы тела, а также их соотношения.

Наше исследование имеет некоторые ограничения, основным является участие в исследованиях лишь лиц женского пола, что не позволить в полной мере описать популяцию жителей-северян. Также применение наших результатов может быть ограничено только европеоидной этнической принадлежностью.

Проведенный анализ процентного соотношения представительниц женского населения Магаданской области в онтогенетическом аспекте с различными значениями ИМТ свидетельствует о снижении доли лиц с дефицитом и нормальной МТ от группы девушек к женщинам пожилого возраста с одновременным возрастанием частоты встречаемости с избыточной массой тела и ожирением при снижении величин FFMI на фоне возрастания FMI, FMI/FFMI, общего содержания жира в организме и соотношения окружности талии к бедрам.

Следует отметить, что дефицит массы тела, наблюдаемый только в выборках девушек и представительниц 1‑го и 2-го зрелого возраста был обусловлен недостаточной мышечной массой, тогда как в более старших возрастных группах нормальные величины ИМТ сочетались со снижением данного компонента массы тела, что является отражением саркопенических тенденций в выборке современных женщин населения Магаданской области.

Интересным оказался факт наличия избыточного содержания жира в организме и снижения мышечного компонента, а также высоких значений FMI/FFMI, свидетельствующих об ожирении в группах женщин 2-го зрелого и пожилого возрастов уже при значениях ИМТ варьирующих от 18,5 до 24,9 кг/м², что на достаточно высоком доказательном уровне ставит под сомнение использования показателя ИМТ как идентификатора наличия избыточной массы тела и ожирения.

Анализ ROC-кривых зависимостей ИМТ от превышающих нормативный диапазон величин FMI/FFMI позволил установить оптимальную отсечку ИМТ, исключающую наличие ожирения в группах девушек и женщин 1‑го зрелого возраста, которая составила 24 кг/м². В то время как в группах 2-го зрелого и пожилого возраста ввиду отсутствия корреляционной взаимосвязи ИМТ и FMI/FFMI мы сделали заключение об ограничении по применению в качестве маркера риска ожирения ИМТ в данных периодах онтогенеза.

В целом, полученные в нашей работе результаты свидетельствуют о том, что классические диапазоны ИМТ не являются четкими критериями для классификации нормальной, избыточной МТ, а также ожирения, особенно в выборках более старших возрастных групп, ввиду того, что данный параметр не представляет достоверной информации о компонентном составе теле, в том числе о содержании мышечного и жирового компонентов. В то время как соотношения FM/FFM может представлять собой более подходящий критерий для оценки ожирения, а также саркопенических тенденций особенно во 2-м зрелом и пожилом возрастах онтогенеза, что подтверждается высокозначимыми ассоциациями этого показателя с характеристиками жирового компонента в организме.

Источники финансирования. Работа выполнена за счет бюджетного финансирования НИЦ «Арктика» ДВО РАН в рамках выполнения темы «Изучение межсистемных и внутрисистемных механизмов реакций в формировании функциональных адаптивных резервов организма человека «северного типа» на разных этапах онтогенеза лиц, проживающих в дискомфортных и экстремальных условиях с определением интегральных информативных индексов здоровья» (рег. номер АААА-А21-121010690002-2).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Бредихина О.О. — получение и анализ данных, обработка материала, обзор литературы, написание текста статьи; Аверьянова И.В — разработка концепции исследования, интерпретация полученных данных, написание текста статьи. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.