Comparative characteristics of the body mass index of young persons in different regions of Russia

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Являясь одним из аспектов морфологической конституции, компонентный состав тела отражает состояние обменных процессов в организме и может служить своеобразным предиктором развития различных патологических состояний [1]. Особенно актуально изучение морфофункциональных взаимосвязей, так как сама концепция конституции человека исходит из единства формы и функции [2]. Климатогеографические и регионарные социальные условия оказывают существенное влияние на индекс массы тела (ИМТ). Исследования в основном представлены северными и южными регионами страны. К примеру, превышающие норму значения ИМТ и жирового компонента выявлены преимущественно у представительниц эурипластического и пикнического соматотипов в условиях Республики Карелия [3]. При сравнении показателя процента жира в составе тела исследуемых групп республики Крым, наоборот, выявлено, что средние показатели у юношей выше (21,3±5,6%; р <0,01), чем у девушек [4], в то время как по данным усреднённых Европейских исследований [5] у взрослых мужчин мышечная масса составляет около 40% массы тела, а у женщин, наоборот, больше развита жировая ткань (в среднем 25% массы тела). Это оказывает существенное влияние на физиологические и патофизиологические процессы: так, фактором риска развития осложнений гестационного и родового периодов у некоренных женщин Крайнего Севера является ИМТ более 30 кг/м², у женщин коренных малочисленных народов — ИМТ более 25 кг/м² [6].

Цель обзора — систематизировать литературные данные отечественных и иностранных авторов об индексе массы тела лиц молодого возраста, дать их сравнительную характеристику, а также установить его связь со степенью урбанизации и географией проживания.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Проанализированы оригинальные статьи и обзоры, размещённые в наукометрических базах данных PubMed, Google Scholar и eLIBRARY.RU, за последние 20 лет.

Расчёт ИМТ в отечественных исследованиях получил широкое распространение. Для релевантности сравнения полученных данных рассматривались только результаты исследования ИМТ у студентов медицинских вузов первых трёх курсов, так как особенности отбора абитуриентов в вузы разного профиля или адаптация к особенностям выбранной профессии могли сделать полученные данные несравнимыми. Как было показано на примере Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва [7], ИМТ у студентов медицинских и других специальностей различается: 12 (27,9%) студентов медицинского института имеют повышенный ИМТ или ожирение I и II степени. Среди студентов других специальностей повышение ИМТ и ожирение выявлено в 48,8% случаев, что, вероятно, объясняется более высокой учебной нагрузкой студентов-медиков: в среднем в 2 раза выше, чем у обучающихся в технических вузах.

Установлены более низкие показатели здоровья у студентов-медиков при сопоставлении с показателями студентов гуманитарных и технических специальностей [8]. Кроме того, исследование ИМТ у студентов медицинских вузов получило наибольшее распространение, что, очевидно, обусловлено практическими соображениями [9–13].

Данные об ИМТ отечественные авторы оценивали при помощи коэффициента корреляции Кендала (τ) [14], последний рассчитывался при помощи программы Statistica 12.

Интерес научного сообщества к исследованиям компонентного состава тела постоянно возрастает на протяжении последних десятилетий. На рис. 1 представлена динамика выхода научно-исследовательских работ, связанных с изучением состава тела, за последние 15 лет. Поиск проводили в базе данных PubMed по словосочетанию «состав тела» (body composition) в названиях и аннотациях статей. Представленная динамика свидетельствует о том, что каждый следующий год общее количество публикаций по составу тела возрастает в квадратичной зависимости, в среднем на 24% по отношению к показателям предыдущего.

 

Рис. 1. Динамика выхода публикаций, связанных с изучением состава тела, за последние 15 лет (по данным PubMed). / Fig. 1. Dynamics of publications related to the study of body composition over the past 15 years (according to PubMed).

 

Изучение состава тела широко используется в диетологических и анестезиологических исследованиях, при мониторинге баланса жидкости в реаниматологии и интенсивной терапии, при лечении пациентов с анорексией, ожирением, отёками [15–17]. Большое значение также имеют исследования такого рода при диагностике и профилактике остеопороза, оценке эффективности его терапии [18]. В зависимости от области науки (физиология, спортивная медицина, эндокринология, педиатрия, геронтология, онкология и др.), комплекс показателей состава тела определяют в соответствии с задачами исследования.

При определении состава тела на основе антропометрических методов используют как тотальные размеры (масса, длина и площадь поверхности), так и обхватные, скелетные размеры частей тела и сегментов конечностей, а также измеряют толщину кожно-жировых складок на определённых участках тела.

Широкое распространение получили росто-весовые стандарты, разработанные в 1953 году страховой компанией Metropolitan Life Insurance Company, Inc. (США). Первичной базой данных для них стали результаты демографических исследований смертности в общей популяции. Позже, в 1983 году, эти таблицы были уточнены, а в 1986 году — дополнены с учётом типа скелетной конституции, в основе которой лежала антропометрия ширины локтя (межмыщелковый диаметр дистального отдела плеча) и окружности запястья.

При оценке физического развития альтернативой росто-весовым таблицам может быть использование количественных антропометрических индексов. На основе тотальных и других размеров тела были разработаны математические формулы, как правило, включающие в себя отношение двух, трёх или более антропометрических характеристик, — так называемые индексы, или показатели, физического развития. В соответствии с формирующими индекс показателями выделяют росто-весовые индексы (при их построении используют показатели длины и массы тела), грудно-ростовые индексы (в их основе лежит периметр грудной клетки и длина тела), сложные индексы (для расчёта используется не менее трёх антропометрических показателей) и прочие (не относящиеся к указанным типам). За всю историю антропометрических исследований было предложено несколько десятков индексов. Их подробное описание и сравнительный анализ представлен в работе П.Н. Башкирова [19]. В рукописи также обсуждаются недостатки индексов, затрудняющие индивидуальную оценку физического развития индивидов, такие как предположение о постоянстве пропорций тела и существенная зависимость индексов от возраста, особенно у детей и подростков.

Исследования демонстрируют, что для характеристики состава тела основной интерес представляют те индексы, при расчёте которых используются индексы массы тела. Исторически востребованными оказались индексы Брока, Пинье, Кетле, Ливи, Рорера [19].

В настоящее время наибольшее распространение получил индекс Кетле, иногда называемый индексом Кетле–Гульда–Каупа, или индекс массы тела:

Индекс Кетле = масса тела, кг/(длина тела, м)².

В связи с увеличением в большинстве стран мира частоты встречаемости избыточной массы тела и ожирения индекс Кетле имеет большое значение для скрининговых исследований и выработки рекомендаций в области здорового питания и снижения веса [20–23].

Индекс массы тела рекомендован ВОЗ в качестве индикатора избыточной массы тела и ожирения на популяционном уровне. Масса тела — это показатель, характеризующий состояние мягких тканей тела человека. В книге «Тесты физического развития» Я. Матейко (1921) предложил систему оценки массы отдельных тканей на основании антропометрических измерений тела. Согласно этой системе, полная масса тела распределяется на четыре компонента: масса кожи с подкожной жировой тканью, масса скелетной мускулатуры, масса костей скелета и масса других органов и тканей в граммах, развитие которых измеряется с помощью соответствующих формул. Исторически сложился консенсус, что при расчёте массы подкожных жировых тканей их масса рассчитывается как половина от суммарной массы всей жировой массы организма [21, 24–27].

РЕЗУЛЬТАТЫ

В табл. 1 [7, 9–13, 22, 26–34] приведены данные об ИМТ лиц молодого возраста различных авторов. Представленные данные позволили вычислить коэффициент корреляции Кенделла между показателями ИМТ и населением города, в котором расположен медицинский вуз, а также между широтой и долготой города. Для этого географические координаты (градусы/минуты/секунды) были переведены в десятичный формат. Данные о численности города были получены из открытых источников информации (Росстат). Результаты представлены в табл. 2.

 

Таблица 1. Количество лиц с нормальным, повышенным и пониженным индексом массы тела среди студентов обоего пола медицинских вузов различных регионов России, % / Table 1. Body mass index in students of both sexes of medical universities in various regions of Russia, %

Число студентов с индексом массы тела			Регион	Год	Источник
нормальным	повышенным	пониженным
—	27,9	—	Саранск	2020	Л.Н. Хохлова и соавт. [7]
52,2	5	42,5	Саратов	2016	Н.М. Акимова и соавт. [9]
76	3	21	Екатеринбург	2015	Ю.В. Мандра и соавт. [10]
82,26	6,4	11,29	Чебоксары	2012	Д.А. Димитриев и соавт. [11]
71,9	17,5	10,7	Воронеж	2011	Л.А. Лопатина и соавт. [12]
—	25	—	Екатеринбург	2020	А.Т. Уразаева и соавт. [13]
46	17,8	36,2	Москва	2016	Н.Г. Кожевникова [22]
100	0	0	Иркутск	2020	К.В. Сухинина и соавт. [26]
75,8	24,2	0	Гродно	2017	Н.З. Башун и соавт. [27]
79,05	12,38	8,57	Симферополь	2021	Д.Н. Лахно и соавт. [28]
85,52	7,06	7,42	Красноярск	2014	М.В. Пешков и Е.П. Шарайкина [29]
82,26	6,4	11,29	Чебоксары	2012	Д.А. Димитриев и соавт. [30]
71,53	20,97	7,50	Ярославль	2018	М.А. Гансбургский и соавт. [31]
50,5	25,9	23,6	Ижевск	2021	И.С. Маркина и соавт. [32]
100	0	0	Тамбов	2017	Е.Б. Горшенёва и соавт. [33]
82	9	9	Киров	2020	Е.С. Леушина и соавт. [34]

 

Таблица 2. Коэффициент корреляции Кенделла между показателями индекса массы тела, численностью населения и географическими особенностями города, в котором расположен медицинский вуз / Table 2. Kendall correlation coefficient between body mass index indicators and regional characteristics of a medical university

Индекс массы тела	Население города	Географическое положение города
		Северная широта	Восточная долгота
Нормальный	–0,45	0,12	–0,07
Повышенный	–0,15	–0,16	–0,13
Пониженный	0,42	0,12	–0,43

 

Для наглядной оценки изменения ИМТ у студентов-медиков в зависимости от численности населения города полученные данные визуализированы в форме диаграмм (рис. 2, 3).

 

Рис. 2. Зависимость доли студентов с нормальным индексом массы тела от численности населения города, в котором расположен медицинский вуз. / Fig. 2. Dependence of the proportion of students with normal body mass index on the population of the city where the medical university is located.

 

Рис. 3. Зависимость доли студентов с пониженным индексом массы тела от численности населения города, в котором расположен медицинский вуз. / Fig. 3. Dependence of the proportion of students with a reduced body mass index on the population of the city in which the medical university is located.

 

На рис. 3 и 4 продемонстрирована положительная логарифмическая связь средней силы между ростом доли студентов с пониженным ИМТ и увеличением численности населения города и обратная отрицательная связь по мере движения в направлении востока Российской Федерации, вплоть до Красноярска. Кроме того, рис. 2 демонстрирует снижение доли студентов с нормальным ИМТ по мере роста населения города, в котором расположен медицинский вуз.

 

Рис. 4. Зависимость доли студентов с пониженным индексом массы тела от восточной долготы города, в котором расположен медицинский вуз. / Fig. 4. Dependence of the proportion of students with a reduced body mass index on the eastern longitude of the city where the medical university is located.

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Информативность ИМТ, а также других антропометрических индексов для оценки состава тела была опробована на значительных по объёму выборках здоровых взрослых людей обоего пола, полученных из общей популяции. Например, в исследованиях K.J. Smalley и соавт. [35] у более чем 300 людей разного возраста определяли процентное содержание жирового компонента в организме на основе метода гидростатической денситометрии и сопоставляли полученные результаты со значениями нескольких антропометрических индексов. Результаты гидростатической денситометрии обнаруживали среднюю и даже сильную тесноту корреляционных связей с каждым из рассмотренных индексов (коэффициент корреляции составил 0,60–0,82).

Однако многочисленные исследования показывают, что простая характеристика массо-ростовых соотношений в ряде случаев оказывается малоинформативной, а наиболее полные сведения о физическом развитии индивида даёт фракционирование массы тела на основные тканевые компоненты: жировой, мышечный и костный. Критика использования ИМТ для приблизительного определения состава жира в организме связана с его неспособностью дифференцировать висцеральное и подкожное ожирение [29–31]. Висцеральный жир играет более важную роль в кардиометаболической болезни, чем накопленный жир в подкожных депо [32, 33], недоучёт его ведёт к занижению рисков. Ведутся также дискуссии о том, различаются ли истинные отношения между антропометрией и составом жировой ткани в зависимости от пола и расы [34, 36].

О низкой информативности ИМТ у лиц, адаптированных к различным видам спорта, сообщалось авторами многих исследований. В этом случае масса тела может значительно превышать нормативные значения, полученные на основании общепопуляционных исследований. Однако, поскольку масса тела спортсменов в большей степени представлена мышечными тканями и развитым скелетом, а не жировой тканью, то неправомерно рассматривать высокие показатели ИМТ в качестве критерия ожирения [21]. Вместе с тем современные исследования не дают однозначного ответа на вопрос о безопасности избыточной мышечной массы. Очевидно, что, как и избыточное развитие жировых тканей, она предъявляет повышенные требования ко всем интегрирующим системам организма, и в первую очередь к сердечно-сосудистой системе. Тяжёлые спортивные тренировки, приводящие к высвобождению провоспалительных цитокинов из тренирующихся мышц, могут быть причиной запуска патофизиологичесих механизмов хронической сердечной недостаточности и дисфункции сердца у спортсменов. У спортсменов силовых видов спорта отмечается относительно большое содержание мышечной массы, что тесно связано с повышенным артериальным давлением и гипертензией. Исследование лиц, профессионально занимающихся спортом [21], независимо от пола, возраста, спортивной специализации и квалификации, подтверждает мнение о том, что избыточная мышечная масса тела в ряде случаев является фактором, ограничивающим физическую работоспособность, за счёт снижения толерантности к физиологической системной тканевой гипоксии при длительной аэробной физической нагрузке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Интерес научного сообщества к исследованиям компонентного состава тела постоянно возрастает на протяжении последних десятилетий. Каждый следующий год общее количество публикаций по составу тела увеличивается в среднем на 24% по отношению к показателям предыдущего. Согласно проведенному нами анализу литературных данных, индекс массы тела у студентов-медиков России связан со степенью урбанизации и имеет географические особенности: отмечен рост доли студентов с пониженным индексом массы тела по мере роста численности города и её снижение по мере движения в направлении востока Российской Федерации. Доля студентов с нормальным индексом массы тела по мере роста населения города, в котором расположен медицинский вуз, снижается.

Дальнейшие усилия авторов будут направлены на определение вклада факторов, оказывающих влияние на индекс массы тела студентов: этносов, социальных и климатических условий региона, особенностей системы отбора абитуриентов и адаптации к учебному плану медицинских, военных, спортивных, технических и гуманитарных вузов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: И.В. Гайворонский — разработка концепции и дизайна, проверка критически важного интеллектуального содержания, окончательное утверждение рукописи; А.А. Семенов — планирование исследования, сбор, анализ и интерпретация литературных данных, подготовка и написание текста статьи; В.В. Криштоп — сбор и анализ литературных источников, подготовка текста рукописи.

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. I.V. Gaivoronsky — concept and design development, checking of the critical intellectual content, final approval for publication of the manuscript; A.A. Semenov — research planning, substantiation of the manuscript, data collection, literature analysis, analysis and interpretation of the obtained data, preparing and writing the text of the article; V.V. Krishtop — collection and analysis of literary sources, preparation of a draft manuscript.

About the authors

Ivan Vasilievich Gaivoronsky

Kirov Military Medical Academy; St Petersburg University

Email: i.gajvoronsky@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7232-6419
SPIN-code: 1898-3355

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, 6 Akademika Lebedeva street, 194044 Saint Petersburg; Saint Petersburg

Alexey A. Semenov

Kirov Military Medical Academy; St Petersburg University

Author for correspondence.
Email: semfeodosia82@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1977-7536
SPIN-code: 1147-3072

MD, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, 6 Akademika Lebedeva street, 194044 Saint Petersburg; Saint Petersburg

Vladimir V. Chrishtop

St Petersburg University

Email: chrishtop@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9267-5800
SPIN-code: 3734-5479

MD, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

Supplementary files