Parlando di peso corporeo, dieta e attività fisica incappiamo spesso nei concetti di massa grassa e massa magra. Comprendere una blanda sfumatura del loro significato in modalità prettamente intuitiva non è poi così arduo: la massa magra è data dai muscoli, la massa grassa dal grasso. In realtà (e purtroppo) il tema coinvolge aspetti più profondi e delicati che meriterebbero una trattazione più esaustiva rispetto a quanto accade di sovente.
Introducendo la questione ‘massa grassa e massa magra’ bisogna innanzi tutto far riferimento a ciò che sta a monte, e cioè la Composizione corporea: l’organismo umano è suddiviso e organizzato in numerose nonché diverse componenti; prendendo in esame due o più delle suddette è possibile effettuare uno studio della composizione corporea.
⚠️ Attenzione:
Nel modello bi-compartimentale la composizione corporea viene rappresentata attraverso due compartimenti principali: il peso corporeo (Body Weight BW) è la somma della massa grassa (Fat Mass FM) e della massa libera da grasso (Fat Free Mass FFM); la massa grassa è il peso del solo tessuto adiposo dell’organismo (sottocutaneo e periviscerale), mentre la massa libera da grasso esprime il peso di tutti gli altri componenti organici; la FFM può essere ulteriormente ripartita in massa corporea extracellulare (ECM) e massa corporea cellulare (Body Cell Mass BCM). La massa libera da massa grassa FFM è la risultante della somma tra acqua totale Total Body Water TBW (che in condizioni normali contribuisce per circa un 73 %), proteine Protein Mass PM (presenti per un 20%), minerali Mineral Mass MM (6%) e glicogeno (1%). L’acqua è il costituente principale del corpo umano: essa rappresenta il 60% del peso corporeo e, come detto, il 73% della massa libera da massa grassa FFM; due terzi dell’acqua sono intracellulari e il restante terzo è extracellulare. La massa proteica è il componente con il maggior significato metabolico; la massa minerale è per la massima parte ossea.
Variazioni di FM e di FFM rispetto ai parametri normali si possono riscontrare in diverse situazioni (es. in soggetti obesi con aumentata massa adiposa o sportivi con aumentata massa muscolare) e in quelle condizioni in cui il contenuto di liquidi dell’organismo subisce una alterazione (es. disidratazione, insufficienza renale, uso di diuretici, disfunzioni surrenaliche, denutrizione).
E’ importante ricordare che il metodo di studio della composizione corporea sopra esposto fa riferimento ad un modello bi-compartimentale: una stima più attendibile della FFM in particolari condizioni parafisiologiche (es. età infantile, età anziana, gravidanza) o patologiche (l’insufficienza renale appunto, o una malnutrizione molto grave) richiede l’impiego di modelli multi-compartimentali in cui la FFM viene considerata come la risultante minerale osseo, glicogeno epatico, proteine, e acqua.
Sono quasi certa che parecchi di voi abbiano già una certa confidenza con la Bioimpedenziometria (o BIA), tecnica di misurazione della composizione corporea oramai molto in voga ed ampiamente diffusa nei contesti più disparati: dagli ambulatori ospedalieri, agli studi privati di professionisti della nutrizione come dietisti o nutrizionisti, fino alle comuni palestre gestite da personal trainers.
Solo il nome (BIOIMPEDENZIOMETRIA) è sufficientemente accattivante per destare una certa curiosità: una rapida e snella presentazione della procedura (fornita da una qualsiasi figura che veste i panni di operatore addetto) si rivela di norma abbastanza efficace per infondere quel fragore di tecnico-scientifico (e dunque affidabile e sicuro) a prescindere dal contesto in cui viene effettuata.
Purtroppo anche questo prezioso strumento è oggi esposto ad un abuso, sia in termini di applicazione a circostanze (individui, ambienti) non pertinenti e/o idonee, che di interpretazioni scorrette, le quali finiscono per forgiare conclusioni potenzialmente fuorvianti.
Anche l’eterogeneità con cui lo strumento viene realizzato e venduto non si dimostra equamente efficace nella sua applicazione: la procedura richiede (ai fini di un buon grado di precisione, attendibilità e garanzia dei risultati) un certo rigore operativo.
⚠️ Attenzione: seconda (ma ultima) parte soporifera:
Cosa è la BIA? La bioimpedenziometria nasce dagli studi sull’impedenza del corpo umano; si tratta di un esame strumentale (non invasivo, semplice e ripetibile) di tipo bioelettrico, utilizzato nell’analisi quali-quantitativa della composizione corporea, che si effettua mediante il passaggio di una corrente alternata, ad intensità e frequenza costante di 50 KH attraverso il corpo.
Come si effettua l’esame e in quali condizioni? Nella tecnica classica l’individuo, digiuno da 3-4 ore, viene fatto posizionare supino su superficie piana con arti abdotti di 30-45°, alle cui estremità (a seguito di detersione cutanea con alcool) vengono posizionati due coppie di elettrodi (denominati iniettori distali e sensori prossimali). La misurazione deve avvenire dopo 5-10 minuti di clinostatismo (cioè di posizione distesa). E’ necessario un ambiente tranquillo con temperatura ed umidità confortevoli, tenendo conto che un’elevata temperatura ambientale o corporea (es. febbre) riducono l’impedenza. Nei soggetti di sesso femminile è raccomandato di evitare l’esecuzione dell’esame nel periodo di picco progestinico del ciclo ovulatorio.
Quale è il principio base? Si basa sulla misurazione di due parametri fisici, la Resistenza e la Reattanza, rilevati quando una corrente elettrica alternata a bassa intensità e ad una data frequenza (solitamente 50 HZ) attraversa il corpo umano. La Resistenza (Rz) rappresenta la capacità, comune a tutte le strutture biologiche, di opporsi al passaggio della corrente elettrica. La Reattanza (Xc) è la forza che si oppone al passaggio di una corrente elettrica a causa della capacità di immagazzinare cariche elettriche, cioè di comportarsi come un condensatore. Rz e Xc, insieme, generano il vettore Impedenza (Z), che esprime l’opposizione di un corpo al flusso di una corrente elettrica alternata. Nel corpo umano sano la Resistenza contribuisce per ben il 98% all’Impedenza, mentre la Reattanza solo per il 2%. Il corpo umano può quindi comportarsi come conduttore e come condensatore in quanto formato da diverse componenti biologiche. La Resistenza risulta legata interamente alla componente liquida e ai fluidi corporei: essendo l’acqua buon conduttore, la quantità di acqua presente in un tessuto ne condiziona la resistenza in modo inversamente proporzionale (meno acqua = maggiore resistenza e viceversa); i lipidi del tessuto adiposo sono pessimi conduttori per cui determinano alta resistenza, che invece è molto minore per i tessuti magri, ricchi in acqua. La Reattanza, come detto, riflette la capacità del corpo di comportarsi come un condensatore (normalmente un condensatore consiste in due o più piastre conduttive separate fra loro da uno strato di materiale non conduttivo o isolante): questa struttura è riprodotta nel corpo umano dalle membrane cellulari, le quali sono costituite, infatti, da un doppio strato fosfolipidico (polarizzato all’intero e all’esterno) e da una porzione centrale non polarizzata; le membrane plasmatiche hanno pertanto la capacità di accumulare temporaneamente le cariche elettriche nell’interfaccia e sono le uniche strutture corporee dotate anche di una reattanza oltreché di una resistenza. La Reattanza è dunque direttamente proporzionale alla quantità di membrane cellulari attive, cioè alla massa corporea cellulare BCM.
In sintesi: la Resistenza dipende dai fluidi corporei, la Reattanza dalla massa corporea celluare BCM.
Attualmente vengono utilizzate due tipi di Bioimpedenziometria: convenzionale e vettoriale. Nella BIA convenzionale lo strumento registra, al passaggio della corrente, il valore del vettore Impedenza, che nel software viene correlato ai dati del soggetto inseriti (età, sesso, misure antropometriche); attraverso degli algoritmi validati (basati su equazioni predittive e su valori di riferimento specifici per popolazione), è possibile ricavare i dati numerici dell’analisi corporea. Dunque: il parametro bioelettrico effettivamente rilevato con la BIA convenzionale è il vettore Impedenza; sulla base di questo dato è poi possibile ricavare: ☑️ECW: acqua extracellulare. ☑️ICW: acqua intracellulare. ☑️TBW: acqua totale, somma dell’ECW (acqua extracellulare, indice grossolano della volemia) e dell’ICW (acqua intracellulare, indicativa della massa cellulare corporea metabolicamente attiva); normalmente la ICW è quasi il doppio rispetto alla ECW. La TBW è pari al 60-70% del peso corporeo BW, nonché al 73% circa della massa libera da grasso FFM; il dato è estrapolato direttamente dalla resistenza corporea attraverso gli algoritmi di calcolo ed è il risultato fondamentale dal quale si derivano i valori di ☑️FFM e ☑️FM (cioè massa libera da massa grassa e massa magra). Una TBW normale, a seconda dell’età, corrisponde negli uomini al 58 – 65% del peso totale, nelle donne al 55 – 62% del peso totale. In linea di massima, più è alta la TBW e più il corpo è magro e muscoloso. La stima della TBW e dei valori correlati (ICW, ECW, FM, FFM) è tanto più affidabile quanto più la massa muscolare del soggetto si avvicina a quella della popolazione media. La valutazione su eventuali stati di disidratazione/ritenzione idrica non può essere fatta sulla base della TBW ma piuttosto sulle proporzioni della ECW/ICW: con ECW < al 39% della TBW si parla di disidratazione, con ECW > al 45% della TBW si è di fronte a ritenzione idrica o a riduzione del comparto cellulare (malnutrizione del comparto cellulare – cachessia). La differenza tra le due condizioni è possibile con la valutazione della massa cellulare attiva (BCM) e dell’angolo di fase. ☑️BCM: massa cellulare contenente acqua intracellulare ICW. Si ricava direttamente, attraverso gli algoritmi, dai valori della reattanza misurata. È la massa cellulare corporea, la parte metabolicamente attiva della massa magra, responsabile del metabolismo basale e del consumo di ossigeno. E’ quindi il compartimento “funzionale” del soggetto, mentre il valore di ECM rappresenta il compartimento di struttura/sostegno metabolicamente inattivo. Sulla base del BCM viene anche stimato dalla BIA il metabolismo basale. A condizioni normali il BCM è circa il 40%-50% del peso totale, viene valutato come anormale se < 40- 45% negli uomini (maggiore è l’età, minori sono i valori) o < 38- 42% nelle donne. Il BCM tende a ridursi con l’aumentare dell’età e a seguito di patologie.
❗️Una dieta equilibrata riduce il peso e il grasso corporeo ma non riduce il BCM. L’attività fisica tende ad aumentare il BCM e quindi tale valore può essere un utile indice di adesione ed efficacia dell’attività fisica praticata.❗️
Altri parametri caratterizzanti la metodica. ☑️BCMI: è l’indice del BCM (BCM/h in metri elevata al quadrato). Il BCMI è in grado di differenziare un indice di massa corporea (IMC/BMI) elevato per obesità da uno elevato per una grossa massa muscolare. Se < 8 indica malnutrizione (scarsa massa cellulare), se > 10 indica fisico atletico (elevata massa cellulare). ☑️ANGOLO di FASE: angolo di incidenza sulle ascisse della retta che rappresenta il rapporto tra resistenza e reattanza del corpo, misurato in gradi. Anch’esso deriva da un calcolo algoritmico sulla base dei valori registrati dal bioimpedenziometro. Rappresenta una specie di “ematocrito” di tutto il corpo, cioè la proporzione tra gli spazi (volumi) intra- (ICM) ed extracellulari (ECM). ☑️RAPPORTO ECM/BCM: è il rapporto tra la massa extracellulare e quella intracellulare. In genere è molto vicino a 1 (1 Kg di massa extracellulare per ogni Kg di massa intracellulare). Valori < 0.8 indicano disidratazione o alta cellularità. ☑️ECM: massa extracellulare contenente ECW. FFM: massa magra (ECM + BCM). ☑️FM: massa grassa (pari a peso corporeo – FFM). I valori normali di FM, variabili con l’età, oscillano tra il 16 e il 22% negli uomini e il 20 – 25% nelle donne. Il 12% circa nella donna e il 3% circa nell’uomo costituiscono il tessuto adiposo essenziale (in midollo osseo, polmoni, milza, fegato, SNC, intestino), il resto è il grasso di deposito; tali percentuali corrispondono quindi ai valori minimi compatibili con uno stato di salute. Il valore di FM può rappresentare un indicatore molto utile nella dietoterapia e nella prescrizione dell’esercizio fisico per individuare gli obiettivi da raggiungere in patologie quali obesità, diabete tipo 2, ecc. ☑️BMR/MB: Metabolismo basale; è la quota di energia che il soggetto, in funzione di fattori individuali come peso, altezza, sesso, età e composizione corporea, spende per mantenere le funzioni vitali (respirazione, battito cardiaco, pressione arteriosa, ecc.).
La BIA vettoriale traduce i valori registrati dallo strumento in un grafico di resistenza-reattanza e permette di ottenere una migliore comprensione della composizione corporea. Si avvale dell’analisi vettoriale delle misure dirette Rz e Xc normalizzate per l’altezza, in assenza di vincoli a modelli compartimentali o assunzioni sull’idratazione. Il metodo confronta il vettore misurato in un individuo con l’intervallo di riferimento della popolazione normale (di forma ellissoidale) espresso in percentili della distribuzione normale: i percentili sono individuati da tre ellissi concentriche di confidenza 50% (più interna), tolleranza 75% (intermedia), anormalità 95% (esterna). Il nomogramma Biavector mostra graficamente lo stato fisiologico di un soggetto, permettendo un controllo dei risultati più rapido ed agevole. Il vettore di un soggetto ben nutrito cade nei due settori a sinistra dell’asse mediano lungo, con aumento progressivo di angolo di fase. Il vettore di un soggetto malnutrito cade alla destra dell’asse mediano lungo. Fuori dal settore in basso rispetto all’asse corto e a destra cadono i vettori di soggetti cachettici, con riduzione progressiva dell’angolo di fase.
Fuori dal settore in alto rispetto all’asse corto e a destra rispetto all’asse lungo cadono i vettori lunghi dei soggetti anoressici con angolo di fase ridotto. Variazioni dell’idratazione sono associate ad un accorciamento (iperidratazione) o un allungamento (disidratazione) del vettore di impedenza lungo l’asse lungo. Lo stato d’idratazione di un soggetto si normalizza quando il vettore si avvicina al centro del grafico.
Per la valutazione della composizione corporea, nella pratica attuale, vengono utilizzate entrambe le tecniche bioimpedenziometriche descritte, poiché esse forniscono informazioni in parte diverse a seconda delle condizioni fisiologiche o patologiche in cui avviene la rilevazione; inoltre l’integrazione dei risultati che ne derivano aumenta l’affidabilità della metodica. Le applicazioni della BIA possono essere infatti “fisiologiche” o “cliniche”: diverse situazioni patologiche comportano alterazioni metaboliche e demolizione cellulare con squilibrio del rapporto tra la componente fluida intra- ed extracellulare: il ricorso alla BIA Vector, non correlata al fattore di idratazione costante, permette di superare i limiti della BIA convenzionale, così da poter estendere la misurazione alla totalità degli individui (sportivi, obesi, sarcopenici, nefropatici, o affetti da un Disturbo Alimentare); tuttavia i dati forniti dalla BiaVector mancano delle indicazioni su FFM, TBW, FM, ecc., e pertanto risulta necessario il ricorso a entrambe le metodiche.
Cercando di condensare l’orda di nozioni tecnico-scientifiche (mi scuso, certamente indigeste per un pubblico non esperto nel campo, ma assolutamente necessarie)… ✅1) Lo strumento misura direttamente il vettore Impedenza. 2) Da questo vengono estrapolate attraverso algoritmi di calcolo in primis acqua totale (TBW) e massa corporea cellulare (BCM).✅3) TBW e BCM permettono di ricavare, a loro volta, le stime di massa libera da grasso (FFM), e del metabolismo basale (BMR). ✅ 4) La massa grassa (FM) è il risultato della sottrazione tra peso corporeo e FFM.
Si desume che, oltre a trattarsi di stime e non di misurazioni, e rappresentando tali dati il culmine di più operazioni matematiche, basteranno piccolissime alterazioni e/o errori al momento della misurazione per produrre cambiamenti profondamente significativi negli esiti – in termini numerici – di massa grassa FM e massa libera da grasso FFM. Per esempio: 1) malposizionamento degli elettrodi (stabilità precaria, distanza reciproca, collocazione a livello di porzioni della cute caratterizzate dalla presenza di calli), 2) temporaneo stato di disidratazione post-attività fisica, 4) alterazione della distribuzione dei liquidi corporei in fase mestruale, uso di diuretici, oppure in caso di insufficienza renale o di malnutrizione grave, 5) presenza di eventuali accessori metallici che interferiscono con la corrente applicata. E ancora, 6) scarsa o mancata accuratezza dedicata al momento del clinostatismo (posizione distesa) antecedente l’indagine: una non corretta re-distribuzione dei liquidi corporei nei vari distretti dell’organismo, che si verifica appunto solo mantenendo per qualche minuto questa posizione, incide profondamente sulla diretta misurazione dell’impedenza (parametro a monte di tutta la questione!). In circostanze simili capirete bene come le derivazioni in termini di massa grassa e massa magra sarebbero da considerarsi pressoché fantascientifiche. Ecco la ragione per cui, per esempio, le comuni ‘bilance impedenziometriche’ (facilmente reperibili in commercio e frequentemente presenti nelle palestre) non sono da considerarsi strumenti realmente affidabili; perché? ❎la posizione eretta (ortostatismo) determina la migrazione – per semplice gravità – dei fluidi nella parte inferiore del corpo (gambe). ❎L’entità e/o la ripartizione degli stessi liquidi potrebbe, inoltre, aver subito una momentanea variazione come conseguenza dell’attività fisica svolta. ❎ L’eventuale presenza di callosità in corrispondenza della pianta del piede potrebbe fisicamente interferire con la misurazione (in tal caso gli elettrodi sono incorporati nella struttura della base della bilancia: talvolta sono addirittura gli unici elettrodi inclusi nella strumentazione globale). ❎Infine, ma non meno importante, queste bilance concentrano principalmente la loro attenzione sugli arti inferiori: i risultati prodotti dalla misurazione a loro carico verranno estesi per semplice analogia agli altri segmenti corporei (braccia, addome). In quale soggetto umano la composizione corporea delle gambe rispecchia perfettamente (o comunque verosimilmente) quella di braccia e addome?
Morale della favola: a prescindere dall’effettiva attendibilità dei singoli parametri misurati e/o stimati dalla BIA, il loro monitoraggio nel tempo e nel contesto di uno stesso individuo è senz’altro valido per osservare il cambiamento della composizione corporea parallelo al percorso nutrizionale e/o al programma di attività fisica intrapreso; cioè, è utile osservare le variazioni relative, per esempio, di massa grassa, massa magra e stato di idratazione di un paziente che segue un piano nutrizionale, così da valutarne (ed eventualmente modificarne) gli aspetti; meno pertinente è interpretare questi valori in quanto tali, in termini assoluti: il significato effettivo potrebbe essere inficiato e falsato da un’infinita di variabili molto precarie. La BIA è un oggetto sensibile!
Dott.ssa Vinci Eleonora Dietista Biologa Nutrizionista
