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CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE GRASA EN NADADORES ADOLESCENTES: ANÁLISIS DE LA PRECISIÓN DE LAS ECUACIONES ANTROPOMÉTRICAS FRENTE A LA ABSORCIOMETRÍA FOTÓNICA DUAL DE RAYOS X FECHA DE ENTREGA 21 de Junio de 2013 NOMBRE DE ALUMNO: Gabriel Lozano Berges NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Trabajo Fin de Grado NOMBRE DEL PROFESOR-TUTOR: Germán Vicente Rodríguez CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE GRASA EN NADADORES ADOLESCENTES: ANÁLISIS DE LA PRECISIÓN DE LAS ECUACIONES ANTROPOMÉTRICAS FRENTE A LA ABSORCIOMETRÍA FOTÓNICA DUAL DE RAYOS X GABRIEL LOZANO BERGES 2 Cálculo del porcentaje de grasa en nadadores adolescentes: análisis de la precisión de las ecuaciones antropométricas frente a la absorciometría fotónica dual de rayos X Autor: Gabriel Lozano Berges RESUMEN El objetivo de este estudio es determinar que ecuación antropométrica de las más utilizadas (Durnin and Rahaman, Slaughter et al., Faulkner et al. y Deurenberg et al.) es la más adecuada para calcular el porcentaje de grasa en nadadores adolescentes. Para ello, se compararon los porcentajes de grasa obtenidos de las ecuaciones antropométricas con los de la absorciometría fotónica dual de rayos X. En este estudio han participado 70 nadadores adolescentes (38 chicos y 32 chicas; 14,54 ± 2,20 años). Se registraron los pliegues del bíceps, tríceps, subescapular, suprailíaco, supraespinal, muslo medio y pantorrilla siguiendo las recomendaciones del ISAK. Los datos de densidad corporal total obtenidos por la ecuación de Durnin and Rahaman se utilizaron en las ecuaciones de Siri y Brozek para obtener el porcentaje de grasa. La concordancia entre métodos se calculó a partir del análisis de Bland–Altman y la heterocedastidad se examinó por medio de una regresión lineal. Las ecuaciones de Siri y Brozek fueron las únicas que no presentan diferencias significativas respecto al DXA aunque presentan un error aleatorio elevado. La heterocedastidad está presente en todas ecuaciones. Las ecuaciones de Siri y Brozek son las que calculan de forma más precisa el porcentaje de grasa en nadadores adolescentes, aunque presentan heterocedastidad. Por lo tanto, futuros estudios con una muestra elevada podrían ayudar a diseñar una ecuación específica para nadadores adolescentes. CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE GRASA EN NADADORES ADOLESCENTES: ANÁLISIS DE LA PRECISIÓN DE LAS ECUACIONES ANTROPOMÉTRICAS FRENTE A LA ABSORCIOMETRÍA FOTÓNICA DUAL DE RAYOS X GABRIEL LOZANO BERGES 3 1. INTRODUCCIÓN El aumento de la masa grasa está asociado directamente con diversas enfermedades cardiovasculares y metabólicas [1]. Multitud de estudios han demostrado que aquellas personas más activas presentan un menor porcentaje de grasa corporal que las sedentarias [2, 3], por lo tanto, el ejercicio físico contribuye en la disminución del tejido graso y, por consiguiente, en la mejora de la salud de la persona [4-6]. Diversos estudios han descrito menores porcentajes de grasa corporal en nadadores adolescentes que en sujetos sedentarios [7-9] con la consecuente disminución de riesgos para la salud que ello conlleva para el adolescente y para su prevención en el futuro [1013]. A parte de los beneficios para la salud, existe también una dimensión en la que se relaciona la composición corporal con el rendimiento deportivo. En el caso del ciclismo, como en otros deportes aeróbicos, la grasa corporal no contribuye a la propulsión y un exceso en su cantidad se asocia una disminución en el rendimiento [14-16]. Debido, por tanto a su doble dimensión de salud y rendimiento, resulta necesario medir la composición corporal en estos deportistas. Existen varios procedimientos de valoración y evaluación de la composición corporal y en concreto de la grasa corporal. En el laboratorio contamos con métodos de gran precisión, siendo los métodos más utilizados la pletismografía por desplazamiento de aire (BODPOD), la pesada hidrostática y la absorciometría fotónica dual de rayos X (DXA) [17, 18]. Sin embargo, la facilidad de aplicación y la no desdeñable precisión de la estimación de grasa corporal mediante otros métodos de campo mucho más económicos, de fácil aplicación y no invasivos, hacen de la antropometría una herramienta muy útil para el profesional del entrenamiento deportivo [19]. CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE GRASA EN NADADORES ADOLESCENTES: ANÁLISIS DE LA PRECISIÓN DE LAS ECUACIONES ANTROPOMÉTRICAS FRENTE A LA ABSORCIOMETRÍA FOTÓNICA DUAL DE RAYOS X GABRIEL LOZANO BERGES 4 En la actualidad existen multitud de ecuaciones para calcular el porcentaje de grasa corporal que se basan en cálculos derivados de medidas antropométricas. Las variables antropométricas varían entre personas y mucho más entre distintos grupos de población, por lo que para una mayor precisión en su estimación han de ser lo más especificas posible para el grupo de interés. Las más utilizadas en niños y adolescentes son las de Durnin and Rahaman [20], Slaughter et al. [21], Carter et al. [22], Faulkner et al. [23] y Deurenberg et al.[24]. Varios estudios han intentado validar estas ecuaciones mediante DXA [25-27] para así determinar cuál es la más precisa en un grupo determinado de población. Después de realizar una búsqueda sistemática en Pubmed y Embase, no hemos identificado ningún estudio que haya intentado determinar que ecuación es más precisa para nadadores adolescentes. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es determinar qué ecuación entre las más utilizadas es la más adecuada para calcular el porcentaje de grasa corporal en nadadores adolescentes. 2. MATERIAL Y MÉTODOS 2.1. Participantes Setenta nadadores adolescentes (38 chicos y 32 chicas) de edad 14,54 ± 2,20 años han participado en este estudio. Todos ellos pertenecen a diferentes clubes de natación de la provincia de Aragón (España) y entrenaban un mínimo de 6 horas semanales (9,92 ± 2,12). Este estudio ha sido aprobado por el comité ético de investigación clínica de Aragón (CEICA) y se ha realizado acorde a las reglas internacionales de investigación con humanos, recogiendo en todos los casos un consentimiento informado del adolescente y firmado por su padre, madre o tutor legal. CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE GRASA EN NADADORES ADOLESCENTES: ANÁLISIS DE LA PRECISIÓN DE LAS ECUACIONES ANTROPOMÉTRICAS FRENTE A LA ABSORCIOMETRÍA FOTÓNICA DUAL DE RAYOS X GABRIEL LOZANO BERGES 5 2.2. Antropometría Los participantes se midieron en ropa interior y descalzos con una precisión de 0,1 cm (SECA 225, SECA, Hamburg, Germany), y se pesaron con una precisión de 0,1 kg (SECA 861, SECA, Hamburg, Germany). Posteriormente, se obtuvo el índice de masa corporal (IMC) de la división entre el peso (kg) y la altura al cuadrado (m). Siguiendo las recomendaciones establecidas por la Sociedad Internacional para el Avance de la Cineantropometría (ISAK) se midieron los pliegues cutáneos del bíceps, tríceps, subescapular, suprailíaco, supraespinal, muslo medio y pantorrilla dos veces no consecutivas en el lado derecho del cuerpo, con una precisión de 0,2 mm, utilizando un plicómetro (Holtain Ltd. Crymmych, UK). En el caso de que el error intramedida fuera mayor de 1 mm se realizaba una tercera medición cogiendo como válido el valor de la mediana; mientras que si el error era menor de 1 mm se utilizaba la media de las dos mediciones. Los registros fueron realizados por la misma persona (nivel 2 ISAK) y su error técnico de medida estaba dentro de los límites recomendados por el ISAK. 2.3. Densidad corporal total y porcentaje de grasa estimado a partir de pliegues cutáneos La ecuación de Durnin and Rahaman [20] (diferente según edad y sexo) se utilizó para determinar la densidad corporal total. Posteriormente se aplicó la densidad corporal en las formulas de Siri [28] y Brozek [29] para calcular el porcentaje de grasa corporal. Se utilizaron las ecuaciones de Slaughter et al. [21], Carter et al. [22], Faulkner et al. [23] y Deurenberg et al. [24] para determinar el porcentaje de grasa directamente a partir de los pliegues cutáneos. CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE GRASA EN NADADORES ADOLESCENTES: ANÁLISIS DE LA PRECISIÓN DE LAS ECUACIONES ANTROPOMÉTRICAS FRENTE A LA ABSORCIOMETRÍA FOTÓNICA DUAL DE RAYOS X GABRIEL LOZANO BERGES 6 2.4. Medición de la grasa corporal mediante DXA La grasa corporal total del cuerpo se midió usando un escáner de cuerpo entero DXA QDR-Explorer (Hologic Corp. Software versión 12.4, Waltham, MA). Todos los escáneres fueron realizados por el mismo técnico, el cual conocía y dominaba el funcionamiento del escáner, la posición de los participantes y el análisis de los resultados [30]. El porcentaje de grasa se calculó por medio de la siguiente ecuación [(Masa grasa/(masa grasa + masa de tejido muscular + contenido mineral óseo)) x 100]. 2.5. Análisis estadísticos Los análisis estadísticos se han realizado con la versión 15.0 para Windows del programa Statistical Package for the Social Sciences (SPSS, SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Mediante el análisis de Bland–Altman [31], se estudió la concordancia existente entre el DXA y las ecuaciones que predicen el porcentaje de grasa. Las diferencias entre métodos se presentaron frente al valor obtenido por el método “gold standard” (el porcentaje de grasa medido con el DXA) en lugar de la media ya que el método “gold Tabla 1 Ecuaciones utilizadas en el cálculo de la densidad corporal total y del porcentaje de grasa a partir de mediciones antropométricas. Autores Población(edad) Ecuación Durnin and Rahaman (1967) 13–15.9 F (13–15.9): D = 1,1369 - 0,0598 x log M (13–15.9): D = 1.1533 - 0.0643 x log 16 – 19.9 F (16–19.9): D = 1.1581 - 0.0720 x log M (16–19.9): D = 1,161-0,0632 x log Slaughter et al. (1988) 10–17 F: %GC=1,33 x (tric + subsc) - 0,013 x (tri + subsc) 2 - 2,5 M: %GC=1,21 x (tric + subsc)-0,13 x (tric + subsc) 2 - 1,7 Carter et al. (1982) F: %GC= 0,1548 x Suma(tric,subsc,supraesp,abdo,musl,panto) + 3,5803 M: %GC = 0,1051 x Suma(tric,subsc,supraesp,abdo,musl,panto) + 2,585 Faulkner et al. (1983) 8 - 16 F: %GC = Suma(tric,subsc,supraesp,abdo) x 0,213 + 7,9 M: %GC = Suma(tric,subsc,supraesp,abdo) x 0,15 + 5,783 Deurenberg et al. (1991) Todos (0 - 15): Todos (>15): %GC = 1,51 x IMC - 0,7 x edad - 3,6 x sexo + 1,4 Siri (1961) Adultos Todos: %GC = (4.95/D - 4.5) x 100 Brozek (1975) Adultos Todos: %GC=(4,57/D) - 4,142 M: Masculino; F: Femenino; D: Densidad corporal total; %GC: %Grasa corporal; Log: log 10 (suma de los pliegues de bíceps, tríceps, subescapular y suprailíaco); tric: pliegue del tríceps; subsc: pliegue subescapular; supraesp: pliegue supraespinal; abdo: pliegue abdominal; musl: pliegue del muslo; panto: pliegue pantorrilla; IMC: índice de masa corporal; sexo: masculino = 1 – femenino = 0 CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE GRASA EN NADADORES ADOLESCENTES: ANÁLISIS DE LA PRECISIÓN DE LAS ECUACIONES ANTROPOMÉTRICAS FRENTE A LA ABSORCIOMETRÍA FOTÓNICA DUAL DE RAYOS X GABRIEL LOZANO BERGES 7 standard” se considera más cercano al valor exacto [32]. Por medio de pruebas T de student para muestras relacionadas se calculó la diferencia media entre los métodos utilizados (diferencia entre el DXA y cada una de las ecuaciones que predicen el porcentaje de grasa). También se determinó la validez y la falta de concordancia entre los métodos. Posteriormente se calculó el error aleatorio [límites de intervalo de concordancia al 95% (desviación estándar x 1,96 ± diferencia media entre métodos)] para cada una de las ecuaciones. La heterocedasticidad se examinó por medio de una regresión lineal la cual determina si el incremento de la diferencia entre métodos está asociado con el incremento de la magnitud de medida (porcentaje de grasa). 3. RESULTADOS La Tabla 2 muestra los valores descriptivos de los participantes. En la Tabla 3 se muestra el cálculo del porcentaje de grasa, el error estándar (diferencia entre métodos) y el error aleatorio para cada ecuación antropométrica. Las ecuaciones de Siri y Brozek Tabla 2 Características físicas de los participantes (media ± desviación estándar) Todos (n = 70) Chicos (n = 38) Chicas (n = 32) Edad (años) 14,54 ± 2,20 15,26 ± 2,17 13,69 ± 2,00 Peso (kg) 54,96 ± 12,96 61,02 ± 12,72 47,76 ± 9,07 Altura (m) 164,30 ± 12,17 170,41 ± 10,95 157,06 ± 9,31 IMC (kg/m2) 20,08 ± 2,71 20,83 ± 3,06 19,19 ± 1,89 IMC: Índice de masa corporal Tabla 3 Porcentaje de grasa (Media ± desviación estándar), diferencia entre métodos (DXA y antropometría), los límites de concordancia al 95% para la predicción del porcentaje de grasa de las ecuaciones y el DXA y el índice de correlación (R) Ecuación de predicción Porcentaje de grasa Diferencia media entre métodos 95% límites de concordancia p Intervalo de confianza R Siri (Durnin and Rahaman) 22,60 ± 6,13 -0,38 5,40 0,248 (5,02 -5,78) 0,239 Brozek (Durnin and Rahaman) 22,12 ± 5,66 0,10 5,29 0,765 (5,38 -5,19) 0,401 Slaughter 19,50 ± 5,50 2,72* 7,79 0,000 (10,51 -5,07) 0,481 Carter 13,26 ± 4,86 8,96* 5,99 0,000 (14,95 2,97) 0,629 Faulkner 15,50 ± 4,61 6,72* 6,16 0,000 (12,87 0,56) 0,687 Deurenberg 18,60 ± 4,56 3,61* 8,58 0,000 (12,19 -4,97) 0,674 DXA 22,21 ± 6,17 - - - - - - DXA: Densitometría dual de rayos X *p<0,05 CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE GRASA EN NADADORES ADOLESCENTES: ANÁLISIS DE LA PRECISIÓN DE LAS ECUACIONES ANTROPOMÉTRICAS FRENTE A LA ABSORCIOMETRÍA FOTÓNICA DUAL DE RAYOS X GABRIEL LOZANO BERGES 8 son las únicas que no mostraron diferencias significativas respecto al DXA (Siri: p = Figura 1 Comparación entre la predicción del porcentaje de grasa a partir de pliegues cutáneos (A: Siri.Durnin et al.; B: Brozek.Durnin et al.; C: Slaughter et al.; D: Carter et al.; E: Faulkner et al.; F: Deurenberg et al.) y el DXA por medio del análisis Bland–Altman. La nube de puntos representa los valores individuales de las diferencias entre métodos (DXA y antropometría). La línea central representa el error estándar. Las líneas discontinuas superiores e inferiores representan el error aleatorio (desviación estándar x 1,96 ± error estándar). La línea sólida de cada gráfica representa la regresión lineal entre el porcentaje de grasa calculado con el DXA y el error estándar, además de su correlación (r) y significación (p). En A el porcentaje de grasa se ha calculado aplicando la densidad corporal total a la fórmula de Siri; mientras que en la B, se ha aplicado sobre la fórmula de Brozek. DXA: Densitometría dual de rayos X Porcentaje de grasa corporal DXA - SIRI Durnin et al. -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 Porcentaje de grasa corporal DXA - BROZEK Durning et al. -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 Porcentaje de grasa corporal DXA - Slaughter et al. -15 -10 -5 0 5 10 15 Porcentaje de grasa corporal DXA - Carter et al. 0 5 10 15 20 25 Porcentaje de grasa corporal mediante DXA 10 20 30 40 Porcentaje de grasa corporal DXA - Deurenberg et al. -10 -5 0 5 10 15 Porcentaje de grasa corporal mediante DXA 10 20 30 40 Porcentaje de grasa corporal DXA - Faulkner et al. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 r= 0,674 p<0,05 r=0,687 p<0,05 r=0,629 p<0,05 r=0,401 p<0,05 r=0,481 p<0,05 r=0,239 p<0,05 A B C D E F CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE GRASA EN NADADORES ADOLESCENTES: ANÁLISIS DE LA PRECISIÓN DE LAS ECUACIONES ANTROPOMÉTRICAS FRENTE A LA ABSORCIOMETRÍA FOTÓNICA DUAL DE RAYOS X GABRIEL LOZANO BERGES 9 son las únicas que no mostraron diferencias significativas respecto al DXA (Siri: p = 0,248; Brozek: p = 0,765; Tabla 3). Aunque estas ecuaciones tienen un error aleatorio elevado, en comparación con el resto de ecuaciones, son las que presentan valores más bajos (Siri: 5,40; Brozek: 5,29; vs. 7,79; 5,99; 6,16 y 5,58; Tabla 3). La heterocedasticidad (incremento de la variante asociado con el incremento de la magnitud) está presente en todas las ecuaciones (p < 0,05). En la Figura 1 se muestran las gráficas de Bland–Altman [31] (Fig.1A – 1F). 4. DISCUSIÓN El objetivo de este estudio es determinar qué ecuación de las seleccionadas calcula mejor el porcentaje de grasa corporal en nadadores adolescentes. De esta forma intentamos establecer una forma alternativa, rápida, económica y precisa de valoración de la composición corporal en nadadores. Nuestros resultados muestran que las ecuaciones de Siri y de Brozek son las más precisas al compararse con el DXA. Nuestro estudio se ha basado en las ecuaciones más utilizadas para calcular el porcentaje de grasa en adolescentes [20-24], y en concreto, hemos determinado si éstas son adecuadas para los nadadores. Debido a las características similares entre deportes acuáticos y sobre todo al medio en el que se practica, pensamos que los resultados obtenidos podrían extrapolarse a otros deportes como la natación sincronizada y el waterpolo, aunque el desarrollo de futuros estudios podría comprobar si las ecuaciones de Siri y Brozek son las más precisas en este tipo de población. Comparando los resultados, hemos observado que las ecuaciones de Siri y de Brozek son las más precisas al ser comparadas con el DXA. Pese a esto, han demostrado tener heterocedastidad, es decir, que un aumento de los valores del DXA, conlleva un aumento del error en la estimación, lo cual limita su utilización.