Appunti del corso Valutazione dello stato di nutrizione

BIOIMPEDENZIOMETRIA (BIA)

È una tecnica che stima la fat mass di una persona. Parte dall’idea che i tessuti che contengono

molta acqua sono altamente conduttivi, gli altri sono poco conduttivi, perché ciò che conduce la

corrente elettrica è l’acqua. È una metodica sicura, non invasiva, rapida, poco costosa, di facile

esecuzione, discretamente accurata. 38

Io applico degli elettrodi sulle mani e sui piedi della persona iniettando una corrente a bassa

intensità. Quando si accende la corrente si vede che entra una certa corrente ma non tutta, questa

è la resistenza. Il corpo agisce con una certa resistenza e io posso misurare quanta corrente è stata

persa. Di tutta la corrente che è partita solo poca passa attraversa il tessuto adiposo perché il

tessuto adiposo contiene poca acqua (20%) quindi fa tanta resistenza, invece il muscolo che

contiene l’80% d’acqua applica poca resistenza quindi arriva più corrente. L’impedenza del

muscolo è bassa, l’impedenza del tessuto adiposo è alta.

La BIA è utile per stimare la % di acqua corporea perché assumendo che l’idratazione della fat free

mass è del 73%, si può stimare la fat free mass e poi anche la fat mass, quindi la massa grassa.

C’è una legge fisica che dice che la resistenza è uguale

alla resistività del mezzo per la lunghezza del cilindro,

diviso l’area -> quindi la resistenza aumenta

all’aumentare della lunghezza del cilindro e diminuisce

all’aumentare dell’area.

Il volume del cilindro è uguale alla resistività per la

lunghezza al quadrato fratto la resistenza che misuro.

Quindi io posso conoscere il volume di acqua in questo modo, utilizzando questa equazione.

Non esiste, però, solo la resistenza ma anche la reattanza, infatti l’impedenza è costituita da due

componenti:

- resistenza (R)-> capacità di fermare la corrente;

- reattanza (X ) -> capacità di rallentare/ritardare la corrente.

c

L’impedenza (Z) indica come una corrente elettrica viene rallentata o fermata quando passa

attraverso un mezzo.

La reattanza è solo il 4% dell’impedenza, quindi la resistenza è il grosso. La reattanza ci dà

informazione indiretta sul fatto che esistono membrane cellulari quindi ci dice qual è la massa

cellulare.

L’impedenza dipende dalla frequenza della corrente: a bassa frequenza ( 50 kHz) la corrente è

fermata dalle membrane cellulari, ad alta frequenza (> 50 kHz) la corrente riesce a passare

attraverso le membrane -> quindi con una corrente a bassa frequenza vedo solo l’acqua

extracellulare, mentre con quella ad alta frequenza io vedo tutta l’acqua. Esistono

impedenziometri monofrequenza o multifrequenza: gli impedenziometri multifrequenza

distinguono l’acqua intra ed extra cellulare perché valutano la resistenza a bassa frequenza e la

resistenza ad alta frequenza perché quella a bassa frequenza passa solo fuori dalle cellule.

All’aumentare della frequenza, la resistenza si riduce perché a bassa frequenza la corrente passa

solo nell’acqua extracellulare mentre ad alta frequenza la corrente passa anche nell’acqua

intracellulare.

La frequenza condiziona anche la reattanza: all’aumentare della frequenza aumenta la reattanza.

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02/12/24: lezione 17

Noi siamo fatti di cellule e le cellule contengono principalmente acqua e anche nell’interstizio (tra

una cellula e l’altra) si trova acqua ma l’acqua tra le cellule è circa 1/3 dell’acqua totale, mentre

all’interno delle cellule è 2/3. A bassa frequenza la corrente non ha sufficiente energia per passare

attraverso le cellule, quindi passa solo tra le cellule (dove l’acqua è poca e quindi la resistenza è

alta). Se la frequenza aumenta, la corrente riesce a passare attraverso la membrana cellulare e

quindi trova una maggiore quantità di acqua quindi la resistenza alla corrente si riduce perché

l’acqua fa passare bene la corrente. Gli impedenziometri devono riuscire a misurare l’acqua

corporea totale che è il 73% della fat free mass e quindi poi si riesce a calcolare anche la fat mass

per differenza.

Perché ci interessa un impendenziometro multifrequenza? Perché così vediamo ad alta frequenza

l’acqua totale e a bassa frequenza l’acqua extracellulare e, per differenza, conosciamo l’acqua

intracellulare -> quelli mono frequenza, invece, ci danno solo l’acqua totale.

Quando la corrente passa nelle cellule, una parte della corrente viene imprigionata, viene

trattenuta dalle membrane e poi rilasciata quando la corrente cambia fase (questo è il concetto di

reattanza). Il fatto che esista la reattanza nel nostro corpo ci permette di dire che abbiamo cellule

nel nostro corpo.

Misurando resistenza e reattanza si può calcolare l’angolo di fase: è un parametro che combina la

resistenza e la reattanza in un unico valore. Valori più alti dell'angolo di fase generalmente indicano

una buona quantità di massa magra e una buona idratazione, mentre valori più bassi possono

indicare una carenza di massa muscolare o uno stato di disidratazione.

Gli assunti su cui si basa la bioimpedenziometria sono:

- il corpo umano è un conduttore isotropico con lunghezza e area di sezione uniforme;

- la resistività è costante.

L’uomo può essere considerato fatto di 5 “tubi”: 2 per le gambe, 2 per le braccia e 1 per il tronco:

L’impendenziometro originale misura solo metà del corpo (figura 1):

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I modelli più evoluti invece misurano tutto il corpo: sono multifrequenza e scompongono

l’impedenza in resistenza e reattanza, ma costano 15 mila euro (figura 2):

Per avere delle misure standardizzate, il soggetto deve:

- essere a digiuno da almeno 4 ore;

- non aver compiuto esercizio fisico pesante nelle ultime 12 ore;

- non aver assunto alcol da almeno 12 ore;

- aver svuotato la vescica;

- non indossare oggetti di metalli a contatto con la cute (orecchini, bracciali ecc);

- rimanere supino per 10 minuti prima di iniziare la misurazione;

- essere sdraiato su una superficie non-conducente (il lettino non deve avere pezzi metallici).

Se stiamo in piedi tutto il giorno, arrivati a sera abbiamo i piedi gonfi perché l’acqua defluisce e va

sui piedi: questo accumulo di acqua sui piedi cambia l’impedenza e questo è il motivo per cui

l’esame viene fatto da sdraiati solitamente (con il modello vecchio, figura 1, si misura da sdraiati;

con il modello nuovo, figura 2, in piedi).

La misurazione può essere diversa in base al tipo di elettrodi, alle frequenze che usiamo e alla

posizione in cui viene misurata l’impedenza. Se viene misurata in piedi, le braccia devono essere

distanziate dal tronco, quindi bisogna stare a braccia aperte.

Ci sono tanti fattori che influenzano la misura dell’impedenza:

- fattori relativi alla strumentazione -> variabilità intra-strumentale, variabilità inter-strumentale,

caratteristiche degli elettrodi, disposizione degli elettrodi;

- fattori relativi all’operatore -> variabilità intra ed inter-operatore;

- fattori relativi al soggetto -> posizione, T cutanea, preparazione della cute (deve essere detersa

prima di posizionare gli elettrodi), cibo e bevande assunte, dinamica respiratoria, esercizio fisico,

ciclo mestruale;

- fattori ambientali -> T ambientale.

Dopo aver calcolato la resistenza, il valore si inserisce in un’equazione predittiva per stimare

l’acqua corporea totale: 41

0.372 per altezza al quadrato fratto la resistenza, + 3.05 per sesso, + 0.142 per peso, - 0.069 per

età.

L’acqua corporea è, quindi, funzione: dell’altezza, del sesso, del peso, dell’età e della resistenza.

L’acqua corporea è più alta nei maschi, è più alta nelle persone pesanti e più alta da giovani

(diminuisce all’aumentare dell’età).

Una volta stimata l’acqua corporea, la dividiamo per 0.73 per ottenere la fat free mass (FFM), poi

sottraiamo la fat free mass al peso totale e otteniamo la fat mass (FM):

Esistono diverse equazioni che stimano l’acqua corporea, noi abbiamo usato quella di Lukaski e

Bolonchuk ma ce ne sono anche altre (esistono equazioni anche per i bambini).

La BIA è accurata per misurare l’acqua corporea, ma è meno accurata per misurare la fat mass e la

fat free mass, perché sono valori che si ottengono da equazioni predittive che hanno un margine

d’errore.

La BIA misura (in ordine decrescente di accuratezza):

- acqua corporea

- FFM ed FM

- acqua extracellulare ed intracellulare

Quali parametri sono misurati e quali sono stimati?

I parametri misurati sono: impedenza (che si divide in reattanza e resistenza). L’impedenza viene

misurata divisa nelle 5 sezioni che abbiamo (braccio dx e sx, gamba dx e sx, tronco) e poi

sommando possiamo ottenere l’impedenza totale. Questo è quello che viene misurato, il resto è

solo stimato.

I parametri stimati sono: acqua corporea totale, acqua intracellulare, acqua extracellulare, fat free

mass, fat mass. Volendo, si stima anche la massa minerale ossea e la massa proteica.

La cosa interessante è che si può stimare la massa nei vari distretti (i 5 che abbiamo già detto): per

diagnosticare la sarcopenia bisogna valutare la massa magra nelle braccia ad esempio.

Sulla base del rapporto tra acqua intra ed extracellulare si può stimare se una persona ha l’edema.

Sulla base dell’impedenza del tronco si fa una stima del grasso viscerale (le metodiche migliori

sono comunque la tac, la risonanza o al massimo la circonferenza vita).

Alcuni pensano che si possa stimare la quantità di sodio e potassio sulla base dell’acqua

intracellulare, ma non è così facile.

Le aree mediche di applicazione dell’impedenzometria sono varie.

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Un’altra cosa da considerare è che qualsiasi condizione associata a un’idratazione differente dal

73% introduce una distorsione nelle stime di questi compartimenti -> questo fa sì che ci sia

incertezza.

Si è pensato di considerare la BIA come una misura semiquantitativa:

Mettiamo sull’asse delle x la resistenza (su scala logaritmica) e sull’asse delle la reattanza (sempre

su scala logaritmica), e vediamo dove si posizionano le persone indipendentemente dal peso. I

soggetti normali hanno questo vettore che cade all’interno di un’ellisse di normalità.

Gli atleti cadono andando verso una maggiore reattanza, mentre le

persone obese stanno più in basso, le persone magre si spostano a dx in

basso, le persone disidr