Биоимпедансные жироанализаторы проникли уже в быт, практически у всех в ванной комнате стоят бытовые весы для взвешивания с анализом состава тела, выдающие по запросу вес, процент жировой массы, а иногда и воды и костной массы, и даже уровня обмена веществ. Обо всем этом мы писали в статье «Бытовые весы-жироанализаторы – как работают и что показывают», которую настоятельно рекомендуем вам прочесть, прежде чем погрузиться в эту.
Особых иллюзий по поводу точности определения состава бытовыми жироанализаторами иметь не стоит, об этом мы писали в статье «Бытовые весы-жироанализатор – измерительный инструмент или калькулятор?».
Но тот, кому довелось проходить определение состава тела на более точном профессиональном жироанализаторе в первый раз, обычно озадачен появлением в компьютерной распечатке таинственного показателя – фазового угла. В распечатке могут быть приведены границы оптимального показателя, а проводящий процедуру специалист может устно пояснить, что чем больше фазовый угол, тем лучше, но вопросов все это не снимет.
Биоимпедансный анализ состава тела предполагает измерение электрического сопротивления тела в целом (от стоп к кистям) или отдельных его участков. Приборы для подобных измерений называются биоимпедансными анализаторами. Одни из наиболее распространенных профессиональных анализаторов состава тела – корейский InBody и отечественный Медасс ABC.
Входящее в название биоимпедансометра слово импеданс означает полное электрическое сопротивление. Полное электрическое сопротивление на переменном токе раскладывается на активное сопротивления и реактивное. Активное сопротивление тканей и органов в человеческом организме определяется проводящими жидкостями организма (клеточными и внеклеточными).
Чистый жир же является хорошим электрическим изолятором и оказывает электрическому току высокое сопротивление. Некоторой электрической проводимостью жировая ткань обладает ввиду наличия в ней воды и соединительных тканей, но ее электрическое сопротивление примерно в 5-20 раз выше, чем безжировой массы тела.
Чистая вода является изолятором, но в организме все жидкости содержат соли (являются электролитами), в концентрации, примерно соответствующей физиологическому раствору, что делает их токопроводящими. Итак, в первом приближении при измерении электропроводности человеческого тела мы бы получили оценку содержания воды в организме. Биоимпедансометры же, кроме измерения импеданса на переменном токе, позволяют помимо активного сопротивленияизмерять и реактивное.
Реактивное сопротивление переменному току в человеческом организме оказывают клетки, которые являются электрическими конденсаторами, с обкладками и диэлектриком между ними. Обкладками являются проводящие жидкости организма, а диэлектриком – клеточные мембраны, в состав которых входят жиры. Конденсаторы, несмотря на то, что обкладки разделены непроводящим диэлектриком, переменный электрический ток проводят, причем тем лучше, чем выше частота этого самого переменного тока. Оттого и имеет полное электрическое сопротивление (импеданс) организма две составляющие – активную и реактивную, с соотношением между этими компонентами, определяемыми частотой тока.
Биоимпедансометры по частоте зондирования бывают одночастотные (наиболее простые), двухчастотные и многочастотные (последовательно измеряют импеданс и его компоненты на двух или нескольких частотах). Бытовые анализаторы обычно одночастотные, профессиональные же многочастотные.
При одночастотном методе измерение производится на одной частоте (обычно 50 кГц), а при многочастотном в широком спектре частот. Все это повышает точность метода и позволяет улучшить надежность оценки состава тела.
В протоколе биоимпедансного обследования отображаются оценки параметров, в т.ч. и приводится значение фазового угла, наиболее таинственная характеристика среди результатов биоимпедансометрии. Из самого названия следует, что это угол, но между чем?
Фазовый угол зависит от соотношения реактивного и активного сопротивлений, и тем самым определяется лишь на биоимпедансометрах с измерением не только полного импеданса, но и раздельно его составляющих. Наглядно фазовый угол можно представить как острый угол прямоугольного треугольника, прилежащий катет которого пропорционален активному сопротивлению, а противолежащий – реактивному, гипотенуза при этом пропорциональна полному сопротивлению (импедансу). При взгляде на рисунок сразу вспоминается знаменитая теорема Пифагора. И действительно, соотношения между компонентами полного сопротивления также определяются выражением, идентичным теореме Пифагора.
Когда угол "фи" будет равен нулю, т.е. отсутствовать? Когда отсутствует противолежащий катет, т.е. нулю будет равно реактивное сопротивление. Вы когда-нибудь видели в городе с улицы красивые блестящие светозащитные (отражающие) шторы на окнах домов? Эти шторы – обкладки промышленных конденсаторов из электроустановок, применяющиеся для повышения «косинуса фи» и экономии электроэнергии. Больше касаться этой темы, достойной специальной статьи (а косинус фи таинственен еще более, чем фазовый угол, хотя природа их одинакова), не будем, возвращаемся к сабжу данной статьи.
Откуда владельцы квартир взяли конденсаторы? На заводской свалке. Как они (конденсаторы) туда попали? Их выбросили – за неисправностью. Конденсаторы пробились, а именно – вследствие длительной эксплуатации, перенапряжения, ударов по корпусу и т.п. слой диэлектрика между обкладками потерял свои изолирующие свойства, стал проводить электрический ток.
А теперь возвращаемся к мембранам (оболочкам) клеток организма, которые и являются диэлектриками в «конденсаторах» организма, поскольку состоят из двух слоев жира и встроенных между ними белков. Что с ними может случиться? Они могут постареть, повредиться свободными радикалами, может недоставать материала (жирных кислот омега-3 и фосфолипидов) для их регулярного восстановления. Биоимпедансометр в этом случае отметит существенное уменьшение реактивного сопротивления (в треугольнике уменьшился противолежащий углу катет), а соответственно и фазового угла.
Биоимпедансный анализ состава тела позволяет оценивать состояние клеточных мембран у пациентов с тяжелыми хроническими заболеваниями, такими как цирроз печени, сахарный диабет, некоторые виды онкологических заболеваний, туберкулез, ВИЧ. Следствием множественных нарушений состояния клеточных мембран являются пониженные значения величин реактивного сопротивления и фазового угла. Низкие значения фазового угла являются маркером недостаточного питания, которое характеризуется увеличением объема внеклеточной жидкости и снижением объема клеточной жидкости, а также пониженным мышечным тонусом.
Если требуется интерпретировать понижение фазового угла еще проще, то можно представить, что ряд клеток-конденсаторов просто «пробился», в мембране появились «дырки», и обкладки замкнулись токопроводящей жидкостью.
Повышенные значения фазового угла у здоровых людей указывают на сравнительно высокое содержание скелетно-мышечной ткани и клеточной массы и, с высокой степенью вероятности, хорошее состояние клеточных мембран.
В спорте высоких достижений по величине фазового угла прогнозируется предстартовая работоспособность спортсмена. Фазовый угол очень высокочувствителен даже к кратковременным изменениям режима, не отмечаемых традиционными методами. Так, спортивные врачи и тренеры команд мастеров знают, что фазовый угол снижается в периоды прездников, где питание становится излишним, а физические нагрузки снижаются.
Значения фазового угла интерпретируются следующим образом:
Теперь для вас не составит труда интерпретировать значение фазового угла из распечатки результатов профессиональной биоимпедансометрии, и отследить динамику вашего здоровья и физической работоспособности.