La composición corporal: mitos y presunciones científicas.

Por Francis Holway, MSc.

Introducción.

Un área de evaluación en las ciencias aplicadas al deporte es la de Composición Corporal. Esta misma posee implicancias tanto para la performance deportiva como para la salud.Un exceso de tejidos no-contráctiles (como el adiposo) desmejora la relación peso-potencia en actividades con desplazamientos horizontales y/o verticales.El exceso de adiposidad intra-abdominal está asociado a factores de riesgo para la salud, como las enfermedades cardiovasculares y la diabetes no-insulino dependiente.Por otro lado una insuficiencia de consumo energético-proteico ciertamente conduce a una disminución de la masa muscular, hecho que conlleva a detrimentos en fuerza, y a una calidad de vida disminuída.

Es, por ende, de vital importancia trascender más allá de las relaciones peso-talla y poder cuantificar los tres tejidos de mayor importancia en el campo de la salud y la actividad física: adiposo, muscular y óseo. Necesitamos servirnos de un modelo válido que nos permita estimar estos tejidos, así mismo como describir su regionalización corporal. Este modelo debe estimar tejidos anatómicos en lugar de componentes químicos de difícil asociación con la actividad física: no es lo mismo correlacionar niveles de fuerza o de consumo de oxígeno con mili-moles de nitrógeno que con kilogramos de músculo.

El método para determinar la composición corporal debe ser, de preferencia, no-invasivo para el sujeto, de bajo costo, transportable, preciso, válido y estar estandarizado. Estas características permitirán , entre otras cosas, generar bases de datos mundiales en un mismo lenguaje metodológico, hecho de gran utilidad para la propagación de información confiable. Con esto en mente, nos adentraremos en los métodos para estimar la composición corporal, sus mitos y presunciones científicas.

Métodos para medir la composición corporal.

Existen en la actualidad dos abordajes principales para la estimación de la composición corporal. El primero, y ampliamente difundido, es el bioquímico que particiona el cuerpo en lípidos, proteínas, minerales y agua. Dentro de este ámbito encontramos la Hidrodensitometría (HD), Agua Corporal Tobal (ACT), Potasio Corporal Total (PCT) y Absorciometría Fotónica por Rayos-X (DEXA). Existen además, otros métodos para la estimación bioquímica validados con la HD, como por ejemplo la Bioimpedancia Eléctrica (BIE), la Interactancia Infraroja (II), la Antropometría (AA) y la Pletismografía (PL). A través de diferentes métodos, todas estas técnicas estiman dos componentes del organismo humano: la grasa corporal (GC) y la masa-libre-grasa (MLG). Una de ellas siempre se calcula por defecto. El DEXA permite además la estimación de la densidad mineral ósea (DMO) del esqueleto y la regionalización de los llamados “tejidos blandos” (grasa y masa-magra-libre-de-grasa-y-hueso).

En segundo lugar están los métodos de fraccionamiento físico o anatómico para la estimación de la composición corporal, que particionan el cuerpo en tejidos anatómicamente diseccionables: piel, adiposo, muscular, esquelético y residual (vísceras y órganos). Tales métodos se valen de técnicas como la antropometría y el diagnóstico por imágenes: Tomografía Axial Computada (TAC) y Resonancia Magnética Nuclear (RMN).Existen también algunos modelos que cometen el error metodológico de mezclar ambos abordajes, como el de Fraccionamiento de cuatro componentes de Drinkwater y Ross (1980), donde la grasa determinada corresponde a las reservas de triglicéridos químicos, y los demás componentes a tejidos anatómicos (músculo, esqueleto, residual).

Grasa Vs. Adiposidad.

Es importante a esta altura aclarar un concepto clave. El principal énfasis en el análisis de composición corporal ha sido aquel de la estimación de la grasa o adiposidad de los sujetos. No son la misma cosa. Por grasa se definen los lípidos extraíbles por éter (triglicéridos) que se localizan en el tejido adiposo, muscular y médula ósea. (No comprenden esteroles ni fosfolípídos de las membranas celulares.)

El tejido adiposo estimado por los modelos de fraccionamiento físico está compuesto no sólo por grasa, sino también por el agua, electrolitos y proteínas que se hayan dentro de los adipocitos. La fracción lípida del tejido adiposo suele variar significativamente entre sujetos, y guarda cierta correlación positiva con el sobrepeso y la obesidad.

Presunciones de los métodos.

La Hidrodensitometría nace en la década del 1940 gracias a los estudios de Albert Behnke, un fisiólogo de la armada naval estadounidense que trabajaba con buzos al regresar a la superficie. Su preocupación era la retención de nitrógeno en la grasa, poniendo en riesgo la salud de los buzos. Buscó cuantificar la grasa mediante el cálculo de la densidad corporal, ya que especulaba que su densidad era diferente de la de la MLG. Utilizó el principio de Arquímedes para calcular el volumen corporal, restando la diferencia de peso de los sujetos al ser pesados en tierra y bajo agua.

Incluyó un factor de corrección para el volumen de gases residuales en los pulmones e intestinos. El porcentaje de grasa se calcula matemáticamente a partir de las diferencias de densidades de la GC y la MLG. Para realizar esto se debieron presumir tres conceptos básicos de constancia biológica:

1. Que las densidades de GC y MLG son 0.9 g/cm3 y 1.1 g/cm3 respectivamente en todos los individuos.

2. Que los componentes de la MLG existen en proporciones fijas en todos los individuos.

3. Que las densidades de los componentes de la MLG son fijas en todos los individuos.Con estas presunciones se derivaron las famosas ecuaciones de Siri (1961) y Brozek (1963) para calcular el porcentaje de GC a partir de la densidad corporal (DC).

Siri %GC = (4,95/DC - 4,50) * 100Brozek %GC = (4,57/DC - ) * 100

La enorme variabilidad individual en las proporciones y densidades de los componentes de la MLG han generado grandes dificultades para la estimación del % GC, incluso llegando a valores de % GC negativo! Intentos de remediar esto derivaron en la formulación de más de 100 ecuaciones para estimar el % GC. Cada una de ellas representativa de una muestra pobla-cional específica, según grupo etáreo, sexo, raza y estado de entrenamiento.

Otros métodos llegan a estimar la composición corporal mediante el cálculo de la MLG, donde al revés de la Hidrodensitometría, el % GC se calcula por defecto:

GC = 100 - % MLG

El método de Agua Corporal Total (ACT) presume que el agua sólo se encuentra en la MLG y que representa el 73.2%. El ACT se determina con el conteo centellográfico de agua tritiada o con espectroscopía de absorción infrarroja y especroscopía de masa de cociente isootópico, que miden los niveles de trazadores tritio, deuterio y H218O. Para esto es necesario la ingestión de agua enriquecida.

Similar es el método de Potasio Corporal Total (PCT), que mide los niveles de 40K ra-dioactivo con contadores corporales. Este método presume que el contenido de potasio se encuentra únicamente en la MLG y en una proporción fija entre individuos de 68.1 mmol/kg.

La Absorciometría Fotónica por Rayos-X (conocida por las siglas DEXA en inglés) es una técnica que permite diferenciar, por medio de diferentes niveles de atenuación de rayos, tejidos con un alto contenido de minerales pesados de aquellos (como la grasa) carentes de estos elementos. Particiona al cuerpo en tres componentes: tejido mineral óseo, y tejidos “blandos”, que a su vez se subdividen en tejidos blandos con electrolitos (masa-libre-de-grasa-y-hueso) y libre de ellos (grasa). Ciertos expertos lo postulan como el nuevo “Gold Standard”, en reemplazo de la Hidrodensitometría.

El análisis por bioimpedancia eléctrica presume que los electrolitos que conducen elec-tricidad sólo se encuentran en la MLG, y en consecuencia la resistencia al paso de una corrien-te leve a través del cuerpo sería indicativo de la MLG. La GC se calcula por defecto. Los resul-tados de la BIE tienen una alta correlación con la HD.

La Interactancia Infrarroja envía un rayo a través de la piel y el tejido adiposo en la re-gión bicipital. Este rayo refracta con el músculo y esta distancia es tomada como indicador de la grasa corporal. Al igual que la BIE, sus resultados guardan correlación con la HD, y es nece-sario el ingreso de datos como edad, peso, talla, sexo y nivel de actividad física para el cálculo estimativo del % GC. Sin estos datos adicionales los valores varían significativamente. Este método presupone que la grasa de la zona bicipital es representativa de la grasa corporal total

Recientemente ha cobrado auge la técnica pletismográfica de estimación de la densidad corporal. Este método calcula la densidad corporal midiendo los desplazamientos de volúmen de aire al ingresar el sujeto en la cámara pletismográfica. Las correlaciones entre esta técnica y la HD son también muy buenas.

Por último, una de las estrategias más utilizadas para la estimación de la densidad corporal y a su vez el % GC, es la utilización de la antropometría, sobre todo pliegues cutáneos de grasa y piel. Las ecuaciones de regresión para predecir la densidad corporal incluyen aquellos pliegues que mayor correlación tienen con la HD, y son muy específicas a la muestra. Esta técnica presupone que los pliegues cutáneos en diferentes partes del cuerpo son indicativos de la grasa corporal total.

Los métodos de fraccionamiento anatómico datan de la publicación de Jimdrick Matiegka de 1921. En este artículo el autor propone un método para calcular las masas musculares, ósea, grasa + piel y “remanentes”. Argumenta que dichas masas guardan concordancia con medidas antropométricas relevantes: pliegues cutáneos para derivar la grasa+piel, perímetros sobre miembros para la muscular, diámetros sobre articulaciones para la masa ósea. Los tejidos no abarcados por los primeros tres los denominó “remanentes”, y se calculan por defecto. La suma de variables relevantes al tejido se elevan al cuadrado, se multiplican por la talla y por un coeficiente de ajuste derivado de datos cadavéricos del siglo XIX. Matiegka invita a mejorar y validar sus ecuaciones mediante estudios en cadáveres.

El modelo de fraccionamiento de Matiegka remanció ofuscado por la popularización de la Hidrodensitometría hasta que, en 1980, Drinkwater y Ross revivieron el estratagema e intentaron mejorarlo. Diseñaron otro modelo de fraccionamiento de cuatro componentes (grasa, músculo, hueso y residual) amalgamando conceptos de Matiegka y basándose en desvíos proporcionales de un humano de referencia unisexuado, el Phantom.

Validación.

Según Martin (1911) existen tres niveles de validación en Composición Corporal:

Nivel I: Validación directa.

Nivel II: Validación indirecta.

Nivel III: Validación doblemente directa.

La única validación directa de un método sería realizar una disección luego de medir la composición corporal con ese método en particular. Las obvias consecuencias bio-éticas lo imposibilitan su práctica para sujetos in-vivo, pero sí se puede realizar en cadáveres humanos intactos que no hayan sufrido emaciaciones. Los métodos indirectos son aquellos que miden algún parámetro asociado a la composición corporal e infieren su cuantificación, con disección cadavérica, como la HD, AGT, PCT, y DEXA. Si bien se han realizado estudios cadavéricos para determinar la densidad o el grado de atenuación a los rayos-x de ciertos componentes como la grasa, nunca se ha medido el cadáver previo a su análisis por disección. En el tercer nivel encontramos los métodos doblemente-indirectos, que están “validados” con métodos indirectos. Entre ellos están la BIE, II, Pletismografía y Antropometría, todos “validados” con HD. Debemos recordar que, metodológicamente, no podemos validar un método con otro que no ha sido validado en el primer lugar nos distanciemos de la validación directa. El cúmulo de errores es mayor cuando más alto sea el nivel de validación.

La ausencia total de validación directa, frente a la proliferación de los métodos para estimar la composición corporal, llevó a Albert Behnke a preguntar, al final del mayor congreso sobre composición corporal en 1963: “tenemos todas las técnicas, ¿dónde están los hechos?”.

Estudio de cadáveres en Bruselas.

En el espíritu de esta inquietud planteada por Behnke, investigadores canadienses y belgas decidieron realizar un estudio de composición corporal en cadáveres humanos. Las leyes belgas permitían que sus ciudadanos donen sus cadáveres (con fines de experimentación científica) a las Universidades de su preferencia. Fue así que entre septiembre de 1979 y junio de 1980 se condujo este estudio con tres objetivos claros:

1. Ampliar la reducida base de datos sobre composición corporal en cadáveres humanos.2. Someter los modelos actuales de estimación de la composición corporal a una validación directa.3. Generar nuevos modelos de composición corporal a partir de los datos nuevos del estudio.

Métodos y sujetos.

Luego de un estudio piloto en dos cadáveres, se llevaron a cabo un total de 25 disecciones cadavéricas (12 varones, 13 mujeres) en ancianos belgas de entre 55 y 94 años de edad. Los cadáveres seleccionados no habían sufrido procesos de catabolismo pronunciado previo a sus muertes, y estaban en buen estado.

El estudio llevaba unos tres días por cadáver: el primer día el cadáver era marcado y medido antropométricamente. Luego éste era pesado hidrostáticamente y fotografiado con rayos-X. El segundo día y durante 10 a 14 horas tenía lugar la disección anatómica en tejidos cutáneo, adiposo, muscular, residual (órganos y vísceras) y óseo. En el tercer día estos tejidos eran pesados “en tierra” e hidrostáticamente para determinar sus densidades.

Resultados e implicancias.

Los resultados fueron sorprendentes: sobre una muestra relativamente homogénea (ancianos belgas caucásicos) la variablidad entre proporciones de las masas-libres-de-tejido-adiposo fue la siguiente:

MASA MUSCULAR 41.9 a 59.4 %

MASA ÓSEA 16.3 a 25.7 %

MASA RESIDUAL 24.0 a 32.4 %

Asimismo, la densidad de la masa ósea varió entre un 1.15 y 1.33 g/cm3.

Estos descubrimientos demostraron claramente que las presunciones de constancia biológica de los métodos de dos componentes químicos, sobre todo HD, son totalmente inválidos y fuente de grotescos errores de estimación. Por ejemplo, con una variación de un desvío estándar de la densidad de la masa libre de tejido adiposo de 0.020 g cm3 (variación encontrada en cadáveres), el % GC puede variar entre un 8.33 y 25.96 % para alguien con una densidad corporal de 1.060 g/cm3!

Esto invalida también todos los métodos que apoyan su “validez” en la HD. Paralelamente fueron invalidados los métodos de fraccionamientos de 4 componentes de Matiegka (1921) y Drinkwater y Ross (1988).

Los nuevos modelos.

A partir de los datos aportados por el Estudio de Cadáveres de Bruselas, se generaron nuevas ecuaciones para estimar la composición corporal. Estas se calculan a partir de variables antropométricas: perímetros, diámetros, longitudes y pliegues. A diferencia de los métodos anteriores, estos modelos matemáticos cuentan con validación directa en cadáveres.

Uno de los autores del estudio sobre cadáveres, el Dr. Alan Martin, desarrolló ecuaciones de regresión para la estimación de las masas muscular y ósea. Argumentó que en muchas ocasiones, como el deporte de elite, es más indicativo del rendimiento la masa muscular que la adiposa. Por ser ecuaciones de regresión, los datos que calcula son representativos de la muestra (ancianos belgas), y al medir atletas musculados se tiende a sobre-estimar la masa muscular. Tras analizar minuciosamente la problemática de la estimación de tejido adiposo a partir de la toma de pliegues cutáneos, el Dr. Martin decidió no diseñar una ecuación para este tejido.

Uno de sus colegas en el estudio, el Dr. Donald Drinkwater, desarrolló un modelo interesante basándose en el cálculo de volúmenes geométricos de conos truncados a partir de variables antropométricas. Dichos volúmenes se multiplican por una constante de ajuste derivada de los datos cadavéricos. Este modelo calcula así las masas de piel, adiposo, músculo, hueso y residual, y permite una regionalización cuantitativa de los tejidos, de gran utilidad para los especialistas de las ciencias aplicadas al deporte. Lamentablemente las fórmulas se derivaron a partir de la medición de alturas proyectadas, técnica substituida hoy en día por longitudes segmentarias. Esto hace muy difícil su aplicación.

Algunos años más tarde, en 1988, la Dra. Deborah Kerr (al igual que los Dres. Martin y Drinkwater también alumna del Dr. William Ross de la Sion Fraser University, Canadá) publica en su tesis de maestría una nueva versión de modelo de Fraccionamiento anatómico en cinco componentes. Se basa en la estrategia de proporcionalidad, tomando el modelo metafórico de referencia humana unisexuado (el Phantom), y calculando las masas corporales a partir de desvíos en relación al modelo. Permite una cuantificación total, pero no regional de los tejidos. Para probar el modelo, calculó las masas y el peso estructurado (suma de las cinco masa) a partir de datos antropométricos de 1669, sujetos de ambos sexos de edades entre 6 y 77 años, nivel de actividad física y morfología diferentes. Su fórmula fue capaz de predecir el peso balanza con un error de sobre-estimación del 1.8% en varones y 1.3% en mujeres, un coeficiente de correlación (peso balanza vs peso estructurado) de 0.987, y un error de estimación estándar (SEE) de 3.0 kg. Dentro de estas muestras se encontraban los 25 cadáveres de Bruselas.

Unos pocos años más tarde, el neocelandéz Michael Marfell-Jones, también alumno de Bill Ross, realizó otras seis disecciones cadavéricas (3 varones y 3 mujeres) en Bélgica junto con Jan Clarys. Esta vez la disección fue diferente: se realizó una segmentación de los componentes menores de los miembros superiores e inferiores con el fin de aportar datos para utilizar en biomecánica. De este estudio resultaron ecuaciones de regresión para la estimación de masas segmentarias.

En el año 2000 Lee y colegas publicaron una nueva ecuación antropométrica para el cálculo de la masa muscular.

Presunciones de los pliegues cutáneos.

La toma de pliegues cutáneos con calibres es una de las prácticas más difundidas para la estimación de la grasa o adiposidad corporal. Sin embargo los estudios sobre la validez de esta práctica no son alentadores. En primer lugar no pueden medir la adiposidad visceral, asociada con varios problemas de salud. En segundo lugar, para la estimación del tejido adiposo a partir de pliegues cutáneos se deben presumir varios aspectos de constancia biológica(19):

1. Que la compresibilidad de los pliegues es constante.2. Que el grosor de la piel es una fracción constante o poco significativa del pliegue.3. La distribución de tejido adiposo es constante entre individuos.4. La porción lipídica del tejido adiposo es constante.5. La proporción de adiposidad interna y externa es constante.

Todas estas presunciones de constancia biológica han sido refutadas con estudios cadavéricos(16) (23).

Ingresamos al siglo XXI con un arsenal de avances tecnológicos pero sin un método preciso y válido para la estimación de la composición corporal humana. Ante la creciente dificultad de disponer de cadáveres jóvenes en buen estado para analizar (se debe priorizar la donación de órganos), la validación directa de los métodos por esta vía se encuentra cada vez más lejana. Sin embargo disponemos de técnicas de diagnóstico por imágenes como la RMN que pueden proveer el respaldo para la validación. El problema es un elevado costo debido a la cantidad de cortes transversales necesarios para estimar la composición corporal.

Los países en vías de desarrollo deben hacer uso de herramientas de bajo costo como la antropometría, y solventar sus limitaciones; por ejemplo se podría cuantificar el grado de compresibilidad del pliegue cutáneo mediante calibres con sensores o resortes de diferente resistencia. Es también importante que los caminos del futuro desarrollo en este área sean con tecnología de bajo costo y accesibilidad, y que permitan un análisis regionalizado de los tejidos.