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Avaliação da capacidade preditiva da bioimpedância tetrapolar segmentada vertical na detecção do excesso de peso em adolescentes

Avaliação da capacidade preditiva da bioimpedância tetrapolar segmentada vertical na detecção do excesso de peso em adolescentes

Autores:

Felipe Silva Neves,
Danielle Aparecida Barbosa Leandro,
Fabiana Almeida da Silva,
Michele Pereira Netto,
Renata Maria Souza Oliveira,
Ana Paula Carlos Cândido

ARTIGO ORIGINAL

Jornal de Pediatria

versão impressa ISSN 0021-7557versão On-line ISSN 1678-4782

J. Pediatr. (Rio J.) vol.91 no.6 Porto Alegre nov./dez. 2015

http://dx.doi.org/10.1016/j.jped.2015.01.006

Introdução

Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), as atuais prevalências do excesso de peso entre os países em desenvolvimento, particularmente nas sociedades urbanas, já são tão altas quanto aquelas de regiões desenvolvidas.1 A inatividade física e a prática assídua de dietas inadequadas destacam-se como os possíveis condicionantes para a elevação desses agravos.2 Além disso, existem fortes indícios de que as doenças crônicas e metabólicas do adulto iniciam-se na infância, o que aumenta o requerimento do acompanhamento clínico e da vigilância nutricional para uma adequada avaliação da condição de saúde.3-5

Ao definir os métodos para a determinação do estado nutricional, devem-se eleger os que melhor detectem as alterações que se pretende corrigir na população em estudo.6-8 É importante considerar, ainda, os recursos financeiros envolvidos, o tempo e o nível de habilidade pessoal exigidos para executá-los, a receptividade por parte dos indivíduos analisados e os possíveis riscos vinculados aos processos metodológicos, como a exposição à radiação.9,10

O uso de procedimentos laboratoriais oferece estimativas muito precisas sobre os componentes das massas de gordura e livre de gordura.9 No entanto, em razão do alto custo dos equipamentos, da sofisticação metodológica e das dificuldades de envolver os avaliados nos protocolos de medida, suas aplicações têm sido limitadas.10,11 As técnicas duplamente indiretas são menos rigorosas, porém apresentam melhor execução prática e menor custo e possibilitam que sejam empregadas tanto em pesquisas de campo quanto em estudos clínicos. Nesse grupo, destacam-se as bioimpedâncias e a antropometria.11,12

Embora as medidas do índice de massa corporal, das espessuras das pregas cutâneas e as de perímetro - circunferência da cintura, índice de conicidade e relações cintura/quadril e cintura/estatura - normalmente situem-se entre os métodos mais amplamente usados para a determinação da composição corporal de adolescentes, tanto em estudos populacionais quanto na avaliação nutricional individual, vale destacar que o desenvolvimento de métodos opcionais de bioimpedâncias verticais tornaram-se mais modernos, práticos e de baixo custo.9-12 Em contrapartida, a real eficiência e a confiabilidade dos dados obtidos por meio desses equipamentos disponíveis na atualidade têm sido pouco pesquisadas.13

Logo, o presente trabalho tem como objetivo analisar, em uma amostra de adolescentes, a capacidade preditiva do aparelho de bioimpedância tetrapolar segmentada vertical na detecção do excesso de peso com o uso como método de referência da bioimpedância tetrapolar horizontal.

Métodos

População e desenho do estudo

Um estudo epidemiológico transversal foi feito no ano letivo de 2012 em uma amostra representativa de adolescentes - de 10 a 14 anos - de ambos os sexos matriculados nas escolas de ensino fundamental das redes públicas municipal, estadual e federal e da rede privada da área urbana do município de Juiz de Fora (MG). Os estudantes portadores de necessidades especiais da Associação de Pais e Amigos dos Alunos Excepcionais (Apae) não foram incluídos na amostragem.

Cálculo da amostra e processo de seleção

O cálculo do tamanho amostral baseou-se na consideração dos seguintes critérios: determinação de níveis desejáveis de precisão e significância, nessa ordem, de 2% e 5%; estabelecimento de uma prevalência de 8%14 de obesidade na faixa etária estudada e admissão de 20% de perdas, devido às eventuais ausências dos alunos nos dias das coletas de dados ou às recusas para participação (não consentimento do aluno ou dos pais/responsáveis).

O processo de seleção dos estudantes obedeceu a esta sequência: 1a etapa (amostragem por conglomerado) - as instituições públicas e privadas foram escolhidas aleatoriamente em cada região do município; 2a etapa (amostragem estratificada proporcional) - a definição do número de indivíduos por série escolar foi proporcional ao total de alunos em cada uma delas; 3a etapa (amostragem aleatória simples) - a separação dos estudantes por unidade e série escolares atendeu a um sorteio aleatório até que fosse completada a quantidade necessária.

Avaliação antropométrica e medidas de composição corporal

Uma equipe de assistentes de pesquisa treinados (C.F.G., I.M.O., M.S.P., R.F.L., S.M.C., V.S.F.) fez as aferições das medidas antropométricas e conduziu as mensurações dos dados de composição corporal por meio das bioimpedâncias bipolar vertical, tetrapolar segmentada vertical e tetrapolar horizontal.

O estado nutricional dos adolescentes foi determinado por meio do índice de massa corporal por idade. O peso foi aferido com o aparelho Tanita Ironman® (modelo BC-553, Tanita®, Reino Unido), habilitado para fazer a medição da impedância bipolar e com capacidade máxima para 136 Kg; e a estatura, por meio do estadiômetro de campo Alturexata® (Alturexata®, MG, Brasil), com escala em centímetros e precisão de 1 mm. A circunferência da cintura - aferida no ponto médio entre a crista ilíaca e a última costela - foi obtida por meio de fita métrica simples e inelástica, de 1,5 m de comprimento e intervalo de 1 mm. Os indivíduos estavam de pé, com os braços afastados do troco e em expiração. Todas as medições seguiram os procedimentos normatizados pela OMS.15,16

Na avaliação segmentar da composição corporal, foi empregado o equipamento de bioimpedância tetrapolar segmentada vertical Tanita Ironman® (modelo BC-553, Tanita®, Reino Unido), de acordo com os protocolos de uso estabelecidos em seu manual instrumental. As seguintes variáveis foram obtidas com esse exame: percentual de gordura corporal total, percentuais de gordura segmentar dos braços direito/esquerdo, percentual de gordura do tronco e percentuais de gordura segmentar das pernas direita/esquerda.

Método de referência

Para a definição do excesso de gordura corporal, usou-se como método de referência a bioimpedância tetrapolar horizontal, por ter demonstrado coeficientes de correlação elevados quando comparada com o equipamento padrão-ouro de Dupla Absorção de Raios-X (DEXA).11,12,17-19 A técnica adotada como referência nesta pesquisa geralmente é preferida para aplicação em estudos populacionais, pois atende aos respectivos caracteres: não invasiva; portátil, de rápida aplicação e de custo relativamente baixo; não exige experiência de treinamento, com mínimas variações intra e interavaliador.

Os valores de resistência e reactância foram fornecidos por Biodynamics ® (modelo 450, Biodynamics®, WA, EUA) e a porcentagem de gordura foi calculada com base nas equações preditivas de Chumlea et al.20 Todos os indivíduos foram examinados na posição supina sobre uma superfície horizontal completa e não condutora, de acordo com os protocolos contidos no manual instrumental do equipamento. Enquanto os eletrodos proximais foram posicionados na superfície dorsal da articulação do punho (de modo alinhado à cabeça da ulna e à superfície dorsal do tornozelo), os eletrodos distais foram colocados na base da segunda ou da terceira articulações metacarpo-falângica da mão e metatarso-falângica do pé.

O excesso de gordura corporal foi atribuído às meninas e aos meninos, respectivamente, com massa adiposa acima de 30% e 25%.21,22

Aspectos éticos

O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Federal de Juiz de Fora (parecer 09/2010).

Aos responsáveis legais e diretores dos estabelecimentos de ensino selecionados para as coletas dos dados - depois de informados sobre os objetivos da pesquisa, o protocolo e os procedimentos a serem feitos - foram solicitados consentimentos de participação por escrito.

Análises estatísticas

A análise descritiva foi estratificada por sexo e o teste t de Student foi empregado com o propósito de investigar as diferenças entre os valores médios dos dados coletados. Usou-se a correlação de Pearson para avaliar as associações dos resultados do teste de bioimpedância tetrapolar segmentada vertical com o método de referência.

Para determinar a acurácia do equipamento em questão, foram calculadas a sensibilidade e a especificidade de cada ponto das diferentes medições possíveis de gordura corporal. Construíram-se as curvas Receiver Operator Characteristic (ROC), que posteriormente foram comparadas pelo teste qui-quadrado de McNemar.

As variáveis investigadas foram analisadas com o software Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) versão 17.0 (SPSS Inc. SPSS Statistics para Windows, IL, EUA) e admitiu-se um nível de significância de 5% (p < 0,05).

Resultados

A amostra foi composta por 411 alunos, 53,7% meninas e 46,3% meninos, todos com média de idade de 12,0 ± 1,3 anos. A distribuição da faixa etária foi semelhante entre os sexos (p = 0,318).

A Tabela 1 apresenta as características antropométricas dos estudantes submetidos às avaliações, considerando-se o valor médio de cada variável mensurada e seu respectivo desvio-padrão. Foram verificados que 20% e 12,5% exibiram, respectivamente, sobrepeso e obesidade.

Tabela 1 Características antropométricas dos adolescentes. Juiz de Fora (MG) 

Variáveis Total Meninas Meninos pb
na Média ± DP na Média ± DP na Média ± DP
Idade (anos) 441 12,05 ± 1,36 237 12,11 ± 1,34 204 11,98 ± 1,38 0,318
Estatura (cm) 441 153,85 ± 10,04 237 154,07 ± 8,99 204 153,60 ± 11,15 0,629
Peso (Kg) 441 47,64 ± 13,13 237 48,46 ± 13,41 204 46,68 ± 12,77 0,158
Índice de massa corporal (Kg/m2) 441 19,92 ± 4,12 237 20,25 ± 4,52 204 19,53 ± 3,58 0,070
Circunferência da cintura (cm) 436 67,21 ± 10,16 234 67,00 ± 10,38 202 67,45 ± 9,93 0,643
Gordura bipolar vertical (%) 426 22,09 ± 8,92 230 25,36 ± 8,20 196 18,26 ± 8,20 < 0,001
Gordura tetrapolar horizontal (%) 441 23,90 ± 9,77 237 26,37 ± 10,21 204 21,03 ± 8,39 < 0,001
GCt (%) 441 25,04 ± 7,37 237 28,53 ± 6,01 204 20,98 ± 6,72 < 0,001
GBd (%) 439 34,62 ± 8,23 235 37,80 ± 7,79 204 30,96 ± 7,14 < 0,001
GBe (%) 441 33,21 ± 7,46 237 35,78 ± 6,93 204 30,24 ± 6,95 < 0,001
GT (%) 438 12,70 ± 8,41 236 9,59 ± 8,33 202 16,33 ± 6,94 < 0,001
GPd (%) 441 30,65 ± 8,18 237 34,91 ± 6,45 204 25,69 ± 7,12 < 0,001
GPe (%) 441 30,65 ± 8,24 237 35,11 ± 6,34 204 25,13 ± 7,03 < 0,001

GCt, gordura corporal total; GBd, gordura segmentar do braço direito; GBe, gordura segmentar do braço esquerdo; GT, gordura segmentar do tronco; GPd, gordura segmentar da perna direita; GPe, gordura segmentar da perna esquerda.

aAs diferenças amostrais são justificadas pela ocorrência de perdas.

bTeste t de Student.

As análises dos dados de composição corporal detectaram diferenças significativas entre os sexos feminino e masculino. As meninas apresentaram medidas superiores para os seguintes parâmetros: gordura corporal bipolar vertical (p < 0,001), gordura corporal tetrapolar horizontal (p < 0,001), gordura corporal tetrapolar vertical (p < 0,001), gordura segmentar dos braços direito/esquerdo (p < 0,001) e gordura segmentar das pernas direita/esquerda (p < 0,001). Os meninos exibiram médias mais elevadas para a mensuração da gordura segmentar do tronco (p < 0,001).

A Tabela 2 exibe as correlações dos percentuais de gordura corporal segmentar com as demais variáveis antropométricas. As meninas apresentaram correlações significativas para os parâmetros: estatura, peso, índice de massa corporal, circunferência da cintura, gordura bipolar vertical e gordura tetrapolar horizontal. Entre os meninos, foram constatadas correlações significativas para os parâmetros: idade, peso, índice de massa corporal, circunferência da cintura, gordura bipolar vertical e gordura tetrapolar horizontal. As meninas não apresentaram correlações relevantes - para nenhum dos segmentos corporais - com a variável idade e os meninos - para alguns dos segmentos corporais - com a variável estatura.

Tabela 2 Correlação entre os percentuais de gordura corporal segmentar e as variáveis antropométricas dos adolescentes. Juiz de Fora (MG) 

Variáveis GCt GBd GBe GT GPd GPe
na rb valor p na rb valor p na rb valor p na rb valor p na rb valor p na rb valor p
Idade Meninas 237 0,04 0,544 235 −0,54 0,411 237 −0,10 0,121 236 −0,02 0,722 237 0,02 0,703 237 0,02 0,777
Meninos 204 −0,23 0,001 204 −0,35 < 0,001 204 −0,39 < 0,001 202 −0,16 0,021 204 −0,31 < 0,001 204 −0,31 < 0,001
Estatura Meninas 237 0,12 0,061 237 0,18 0,005 237 0,18 0,006 236 0,19 0,004 237 0,17 0,009 237 0,16 0,016
Meninos 204 −0,03 0,707 204 −0,17 0,017 204 −0,24 < 0,001 202 < 0,01 0,970 204 −0,10 0,161 204 −0,10 0,165
Peso Meninas 237 0,74 < 0,001 235 0,69 < 0,001 237 0,67 < 0,001 236 0,60 < 0,001 237 0,77 < 0,001 237 0,72 < 0,001
Meninos 204 0,49 < 0,001 204 0,33 < 0,001 204 0,18 < 0,001 202 0,45 < 0,001 204 0,46 < 0,001 204 0,45 < 0,001
Índice de massa corporal Meninas 237 0,84 < 0,001 237 0,76 < 0,001 237 0,74 < 0,001 236 0,65 < 0,001 235 0,86 < 0,001 237 0,82 < 0,001
Meninos 204 0,77 < 0,001 204 0,64 < 0,001 204 0,49 < 0,001 202 0,67 < 0,001 204 0,78 < 0,001 204 0,77 < 0,001
Circunferência da cintura Meninas 234 0,77 < 0,001 232 0,69 < 0,001 234 0,70 < 0,001 233 0,60 < 0,001 234 0,80 < 0,001 234 0,77 < 0,001
Meninos 202 0,68 < 0,001 202 0,56 < 0,001 202 0,44 < 0,001 200 0,59 < 0,001 202 0,69 < 0,001 202 0,69 < 0,001
Gordura bipolar vertical Meninas 230 0,85 < 0,001 228 0,79 < 0,001 230 0,77 < 0,001 229 0,62 < 0,001 230 0,91 < 0,001 230 0,88 < 0,001
Meninos 196 0,92 < 0,001 196 0,87 < 0,001 196 0,77 < 0,001 194 0,78 < 0,001 196 0,97 < 0,001 196 0,97 < 0,001
Gordura tetrapolar horizontal Meninas 237 0,76 < 0,001 235 0,71 < 0,001 237 0,69 < 0,001 236 0,55 < 0,001 237 0,81 < 0,001 237 0,78 < 0,001
Meninos 204 0,81 < 0,001 204 0,76 < 0,001 204 0,68 < 0,001 202 0,71 < 0,001 204 0,83 < 0,001 204 0,83 < 0,001

GCt, gordura corporal total; GBd, gordura segmentar do braço direito; GBe, gordura segmentar do braço esquerdo; GT, gordura segmentar do tronco; GPd, gordura segmentar da perna direita; GPe, gordura segmentar da perna esquerda.

aAs diferenças amostrais são justificadas pela ocorrência de perdas.

bCoeficiente de correlação de Pearson.

Nas Figuras 1 e 2 estão representadas a sensibilidade, a especificidade e as curvas ROC obtidas para o diagnóstico do excesso de peso nos adolescentes pesquisados. Os gráficos das medidas dos segmentos corporais refletiram-se em elevadas áreas sob a curva, além de altos valores de sensibilidade e especificidade.

Figura 1 Análises da sensibilidade e da especificidade obtidas por meio das curvas ROC para o diagnóstico do excesso de peso das meninas. Juiz de Fora (MG). 

Figura 2 Análises da sensibilidade e da especificidade obtidas por meio das curvas ROC para o diagnóstico do excesso de peso dos meninos. Juiz de Fora (MG). 

Entre as meninas, o método com a maior sensibilidade (92,3%; IC: 84,8-96,8%) foi para a medida do percentual de gordura segmentar da perna esquerda, enquanto a avaliação da gordura segmentar do braço direito apresentou a melhor especificidade (94,3%; IC: 89,0-97,5%). A menor área sob a curva ROC (0,83; IC: 0,77-0,87) e a sensibilidade mais baixa (68,1%; IC: 57,5-77,5%) foram observadas para a medida da gordura segmentar do tronco.

Entre os meninos, o método com a maior sensibilidade (93,5%; IC: 84,3-98,2%) foi para a medida do percentual de gordura segmentar do braço direito, enquanto a avaliação da gordura segmentar da perna esquerda apresentou a melhor especificidade (97,0%; IC: 92,5-99,2%). Apesar de não serem caracterizadas com valores baixos, em comparação com os demais parâmetros ilustrados, a menor área sob a curva ROC (0,92; IC: 0,88-0,95) e a menor sensibilidade (90,3%; IC: 80,1-96,3%) também foram constatadas para a medida da gordura segmentar do tronco.

Discussão

Estabelecer um critério antropométrico universal para a avaliação do excesso de peso em adolescentes é mais complexo do que para os demais grupos etários, pois as variações da composição corporal, durante o processo de crescimento e desenvolvimento, problematizam a metodologia de análise e podem comprometer a convicção dos resultados.5,6,9,10,13

O estado nutricional dos adolescentes analisados neste estudo seguiu a tendência apontada pela Pesquisa de Orçamentos Familiares de 2008-2009,14 com prevalências mais relevantes de excesso de peso e obesidade. O percentual de alunos com sobrepeso (20%) foi ligeiramente menor do que a média nacional (23,9%), exibida pela faixa etária dos 10 aos 15 anos. Entretanto, os casos detectados de obesidade (12,5%) superaram consideravelmente, para a mesma faixa de idade, a frequência nacional relatada pela Pesquisa (6%).

A puberdade é o principal determinante das modificações físicas, as quais são caracterizadas por elevações do peso, do tecido proteico-somático e da massa mineral óssea, tanto nas meninas quanto nos meninos.23,24 Contudo, o aumento da gordura corporal é geralmente mais elevado no sexo feminino, enquanto o ganho de massa magra é maior no sexo masculino.13-18 Os resultados obtidos neste trabalho confirmam essa percepção biológica, já que as meninas exibiram valores superiores para a gordura corporal obtida por meio das técnicas bipolar vertical, tetrapolar horizontal, tetrapolar vertical e segmentar dos braços e das pernas. Complementando essa concepção, entre os meninos foram constatadas algumas correlações negativas, que são devidamente interpretadas em sentidos inversos: quanto maior a idade, menores os percentuais de gordura corporal total, gordura segmentar dos braços direito/esquerdo e gordura segmentar das pernas direita/esquerda; quanto maior a estatura, menor o percentual de gordura segmentar do braço esquerdo.

É válido ressaltar que o índice de massa corporal, embora apresente uma boa correlação com as medidas de adiposidade em adolescentes, não reflete adequadamente as referidas variações da composição corporal que ocorrem nessa faixa etária e que são distintas entre os sexos.8,25-27 Esse fato confirma a importância da busca por novos métodos que sejam capazes de predizer o excesso de gordura até mesmo naqueles que exibem peso regular.

As validações dos modelos de bioimpedâncias verticais têm sido feitas em comparação com testes que estimam a densidade corporal, como a hidrodensitometria e o DEXA.11,12,17 Estes métodos são considerados os mais adequados e tidos como padrão-ouro. Porém, diante da inviabilidade econômica do emprego dessas técnicas em estudos populacionais, a bioimpedância elétrica tetrapolar horizontal, já testada e validada em adolescentes, passou a ser considerada uma referência acessível.11-13

O uso do método perna-perna (bioimpedância bipolar vertical) tornou-se frequente em investigações clínicas e epidemiológicas.11,12 Esse sistema, em estudos com indivíduos adultos, apresentou desempenho semelhante aos tradicionais aparelhos perna-braço (bioimpedância tetrapolar vertical), mas tem sofrido críticas quando é usado em adolescentes.24 Entretanto, seus pontos negativos são limitados às estimativas individuais e é bem aceito para a avaliação da composição corporal em grandes grupos.13,17

Não foram encontrados trabalhos na literatura que validassem, especificamente, o uso de modelos com característica tetrapolar segmentada. Além disso, nenhuma das publicações que relataram a aplicação desses aparelhos analisou a correlação da gordura corporal segmentar com outras variáveis, sejam elas antropométricas, clínicas ou bioquímicas, o que limita a discussão dos dados. Por esses motivos, nossos resultados puderam ser comparados somente com estudos que autenticaram diferentes equipamentos de bioimpedâncias.

As significativas correlações observadas entre os percentuais de gordura de cada segmento corporal e as medidas obtidas por meio das bioimpedâncias bipolar vertical e tetrapolar horizontal reforçam a utilidade do aparelho BC-558.

As áreas sob as curvas ROC também foram significativas e variaram, entre os segmentos corporais, de 0,83 a 0,95 para as meninas e de 0,92 a 0,98 para os meninos, o que sugere um desempenho levemente superior para o sexo masculino. Resultados elevados de áreas sob a curva também foram encontrados por diferentes autores ao testarem a eficiência de outros equipamentos com adolescentes.13,28-30

De uma forma geral, considerando as análises da sensibilidade e da especificidade, em meninas e meninos, o percentual de gordura total foi apontado como o critério mais eficiente para a detecção do excesso de peso entre os adolescentes, enquanto a gordura segmentar do tronco comportou-se como um indicador de precisão inferior.

É necessário salientar que as novas abordagens para a análise da composição corporal abrem amplas perspectivas na avaliação, no acompanhamento e na determinação das intervenções de âmbito físico e nutricional.6,10,18 Contudo, sempre que forem usados métodos não considerados padrão-ouro, é preciso estar atento para a ocorrência de possíveis erros. Ademais, independentemente da confiabilidade dos resultados aferidos, a expansão do monitoramento do perfil antropométrico não invalida a importância das atividades de prevenção.

A presente investigação permitiu concluir que o aparelho de bioimpedância tetrapolar segmentada vertical comportou-se satisfatoriamente na predição do excesso de peso, pois sua comparação com a bioimpedância tetrapolar horizontal resultou em uma diferença de precisão relativamente pequena.

Espera-se, sobretudo, que esse novo equipamento identifique, de maneira precoce e com precisão, alterações na composição corporal de adolescentes e possa, portanto, constituir-se como uma estratégia de atenção primária em saúde mais efetiva e menos dispendiosa.

REFERÊNCIAS

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