Longitudinální sledování změn somatických parametrů dětí v období dospívání

Souhrn

Cíl studie:
Analýza a zhodnocení vývoje základních antropometrických parametrů a tělesného složení u dětí ve věku od jedenácti do čtrnácti let.

Metody:
Výzkumný soubor tvořilo 120 probandů (60 chlapců a 60 dívek). V době zahájení výzkumu byl průměrný věk chlapců 11,4 ± 0,5 let a dívek11,0 ± 0,2 let. Jednalo se o jedince bez zdravotních obtíží, kteří nerealizují žádnou pravidelnou organizovanou pohybovou aktivitu. Měřenými parametry byly tělesná výška (BH), celková tělesná hmotnost (BM), celkový podíl tělesného tuku (BF), podíl tělesného tuku v jednotlivých segmentech těla a celkový podíl tělesné vody (TBW). Tělesná výška byla měřena antropometrem Tanita HR 001, tělesná hmotnost a tělesné složení byly měřeny BIA analyzátorem Tanita BC 418 MA.

Výsledky:
U chlapců i dívek došlo každý rok ke statisticky i věcně významnému nárůstu BH. Tento nárůst korespondoval i s vývojem BM, což se odrazilo na hodnotách BMI. Chlapci měli ve všech věkových kategoriích nižší podíl tělesného tuku, a to jak při celotělové, tak segmentální analýze. S rostoucím věkem se podíl BF u chlapců snižoval a u dívek zvyšoval. Tento vývoj se promítl i do podílu TBW, u chlapců se s rostoucím věkem zvyšoval a u dívek snižoval.

Závěry:
Výrazná sexuální diferenciace somatických parametrů nastává po dvanáctém roce života. Výjimkou je procentuální zastoupení tělesného tuku a celkové tělesné vody, kdy jsou sexuální rozdíly zřejmé již v 11 letech. Ve srovnání s hodnotami 6.CAV byly průměrné hodnoty základních antropometrických parametrů námi sledovaných probandů průměrné (Ni ±0,75 SD).

Klíčová slova:
tělesná výška, tělesná hmotnost, tělesné složení, starší školní věk, statistická významnost, věcná významnost

ÚVOD

Mezi základní somatické parametry jsou zařazovány tělesná výška a hmotnost [1]. U tělesné výšky se odhaduje podíl vlivu genetických faktorů přibližně na 80 % [2], na vlivy prostředí tak zbývá 20 %. Z toho je zřejmé, že tělesná výška vykazuje velmi vysokou stabilitu vývoje a je možné ji rovněž predikovat. Tělesná hmotnost je parametr méně stabilní, i když je do značné míry závislá na tělesné výšce. Používá se řada hmotnostně-výškových indexů, které posuzují její přiměřenost k tělesné výšce [3]. Nejčastěji používaný je body mass index (BMI), jehož hodnota se využívá pro definování obezity [4], nebo také k určení rizika vzniku zranění při běhu [5, 6]. Průkaznost tohoto indexu pro posouzení tělesného vývoje, zejména nadváhy a obezity, je však nízká [7, 8], neboť nehodnotí frakcionalizaci tělesné hmotnosti. Z tohoto důvodu se využívá měření tělesného složení, které umožňuje sledovat podíl jednotlivých tkání (frakcí) na celkové tělesné hmotnosti. V praxi se jedná především o hodnocení podílu tuku, svalové hmoty, tělesné vody a kostní hmoty. Podíl zastoupení těchto frakcí se mění jak v průběhu ontogeneze, tak také v důsledku úrovně pohybové aktivity nebo stravovacích návyků [2, 9–11]. Podíl jednotlivých frakcí a jejich změny tak mohou být lépe využity pro posouzení zdravotního stavu jedince, úrovně výživy a jeho tělesné zdatnosti. Proto se analýza tělesného složení využívá nejen při diagnostice sportovců [12], hodnocení zdravotně orientované zdatnosti [8], ale i při diagnostice v medicíně včetně pediatrie [14–16]. Pro zpřesnění diagnostiky je vhodné využít segmentální analýzu hmoty těla, na základě které je možné sledovat její distribuci v jednotlivých tělesných segmentech. V praxi se jedná zejména o sledování segmentální distribuce tuku, která může být využívaná i v klinické praxi při predikci řady onemocnění [3]. Tuto analýzu umožňují také bioimpedanční analyzátory, které se v současné praxi využívají.

Pro správné posouzení somatických parametrů jedince je nutná znalost vývojových zákonitostí populace, do kterých se promítají také vnější změny [17]. Posouzení somatického vývoje jedince umožňují referenční hodnoty populace a z nich vytvořené růstové křivky. Pro získání těchto dat byly prováděny rozsáhlé antropologické studie v Evropě, USA i Československu již v předválečném období a k výraznému rozšíření došlo po druhé světové válce [18]. Posledním rozsáhlým antropologickým výzkumem, který zahrnoval dětskou i dospělou populaci a prezentoval nejen základní antropometrické parametry, ale i parametry tělesného složení, bylo měření v rámci Československé spartakiády v roce 1985. Posledním celorepublikovým antropologickým výzkumem dětí a mládeže byl 6. celostátní antropologický výzkum (6. CAV) v roce 2001 [19]. Po této studii vznikly ještě další dílčí studie, které byly zaměřeny na některé regiony v České republice. Tyto studie však stejně jako 6. CAV postrádaly parametry tělesného složení a byly průřezového charakteru [17, 20–22]. Průřezové studie na rozdíl od longitudinálních však neumožňují postihnout individuální změny jedinců a tím i přesnější informace o vývoji sledovaných znaků.

Cílem studie je pravidelně opakovaná analýza somatických parametrů a zhodnocení vývoje jejich změn u dětí od jedenácti do čtrnácti let.

METODY

Charakteristika souboru

Výzkumný soubor tvořilo 120 probandů (60 chlapců a 60 dívek). V době zahájení výzkumu byl průměrný věk chlapců 11,4 ± 0,5 let a dívek 11,0 ± 0,2 let. Jednalo se o jedince bez zdravotních obtíží, kteří nerealizují žádnou pravidelnou organizovanou pohybovou aktivitu. Výzkumu se všichni účastnili dobrovolně, byli předem informováni o postupu výzkumu a jejich zákonní zástupci podepsali informovaný souhlas s jejich účastí na celém průběhu výzkumu. Výzkum byl schválen etickou komisí Pedagogické fakulty Ostravské univerzity a je v souladu s Helsinskou deklarací.

Realizace výzkumu

Všichni probandi byli v předstihu informováni o podmínkách, které musí před měřením dodržet. Měření probíhalo po dobu 4 let (2013–2016), vždy 1x za rok. Každý rok proběhlo měření ve stejnou dobu (v měsíci říjnu) v ranních hodinách. Byly dodrženy všechny zásady pro měření, které jsou uváděny v manuálu pro měření. Při všech měřeních byli probandi ve sportovním oblečení (sportovní kraťasy a tričko s krátkým rukávem). Měření bylo realizováno vždy stejným týmem výzkumníků, kteří mají v realizovaných měřeních několikaletou praxi. Měřenými parametry byly tělesná výška (BH), celková tělesná hmotnost (BM), celkový podíl tělesného tuku (BF), podíl tělesného tuku v jednotlivých segmentech těla a celkový podíl tělesné vody (TBW). Tělesná výška byla měřena antropometrem Tanita HR 001 (Tanita, Japonsko), tělesná hmotnost a tělesné složení byly měřeny BIA analyzátorem Tanita BC 418 MA (Tanita, Japonsko).

Základní charakteristika použitého BIA analyzátoru

Tanita BC 418 MA je tetrapolární monofrekvenční bioelektrický analyzátor, který pro měření využívá 50 kHz. Pro měření jsou využívány osmibodové dotykové elektrody, které jsou zabudovány v madlech a nášlapné plošině přístroje. Analyzátor je zároveň digitální váhou.

Analyzátor splňuje platné evropské normy (93/42EEC, 90/384EEC) pro užití v oblasti zdravotnictví.

Statistické zpracování

Normalita rozdělení dat byla ověřena Shapirovým--Wilkovým testem. Vzhledem k tomu, že normalita rozdělení dat nebyla narušena, byl pro posouzení statistické významnosti rozdílů průměru sledovaných hodnot mezi jednotlivými roky použit párový t-test. Hladina statistické významnosti byla u všech použitých testů zvolena na hladině α = 0,05. U hodnot, kde byla zjištěna statistická významnost, byla posouzena také věcná významnost. Pro posouzení věcné významnosti byl použit effect of size (ES) podle Cohena [23]. Statistické zpracování výsledků bylo provedeno pomocí programu IBM SPSS Statistics (Version 21 for Windows; IBM, Armonk, NY, USA).

Pro srovnání průměrných hodnot námi sledovaných jedinců vzhledem k hodnotám 6. CAV [19] byl použit normalizační index (Ni), který umožňuje posoudit vývoj sledovaného znaku vzhledem k referenční populaci.

Doporučení pro Cohenovo d:

0,2 = malá změna, 0,5 = střední změna, 0,8 = velká změna

Za věcně významný rozdíl považujeme hodnotu d ≥0,5.

Výpočet Ni:

Hodnocení Ni:

±0,75 = průměrný rozvoj znaku, ±076 až ±1,5 SD = nadprůměrný/podprůměrný rozvoj znaku, nad ±1,5 SD = vysoce nadprůměrný/podprůměrný rozvoj znaku.

VÝSLEDKY

Ve výsledkové části jsou prezentovány naměřené hodnoty sledovaných somatických parametrů v jednotlivých letech (tab. 1 a 3) a zjištěné změny průměrných hodnot mezi jednotlivými roky, včetně rozdílu mezi prvním rokem měření (v 11 letech) a posledním rokem měření (ve 14 letech) (tab. 2 a 4).

Somatická analýza dívek

U tělesné výšky (BH) dívek došlo k jejímu nárůstu každý rok. Statisticky významné rozdíly byly zjištěny rovněž v každém roce a byla prokázána i věcná významnost, výjimkou byl pouze nárůst BH mezi 13. a 14. rokem (d <0,5). Vývoj tělesné hmotnosti (BM) korespondoval s vývojem BH. Statistická významnost byla zjištěna rovněž u jejího každoročního nárůstu. Věcná významnost však byla prokázána pouze mezi 11. a 12. rokem (d = 0,5) a u celkového rozdílu mezi 11. a 14. rokem (d = 1,0). S vývojem nárůstu BH a BM souvisí i změny v hodnotách BMI. Statistická i věcná významnost byla zjištěna pouze mezi hodnotami v 11 a 14 letech (d = 0,6). U podílu tělesného tuku (BF) docházelo k postupnému nárůstu rovněž v každém roce. U hodnot vyjádřených v kilogramech nebyl statisticky významný přírůstek zjištěn pouze mezi 13. a 14. rokem. Věcná významnost nárůstu byla ale prokázána pouze mezi 12. a 13. rokem (d = 0,5) a mezi 11. a 14. rokem (d = 0,9). Při procentuálním vyjádření zastoupení BF byly zjištěny rovněž každoroční přírůstky, statistická i věcná významnost byla zjištěna stejně jako u hodnot v kilogramech mezi 12. a 13. rokem (d = 0,9) a mezi 11. a 14. rokem (d = 1,1). Změnám podílu BF odpovídaly i změny podílu celkové tělesné vody (TBW). Se stoupajícím podílem BF klesal podíl TBW. Statisticky významný rozdíl byl rovněž zjištěn mezi 12. a 13. rokem a 11. a 14. rokem. Věcná významnost však byla prokázána pouze mezi 11. a 14. rokem (d = 0,7). Při segmentální analýze BF se ukázalo, že dívky mají největší podíl BF na horních končetinách a nejmenší na trupu. V průběhu jejich vývoje dochází k postupnému nárůstu BF ve všech segmentech, což koresponduje se zvyšujícím se celkovým podílem BF. Statisticky i věcně významný nárůst byl zjištěn pouze mezi 11 a 14 lety (d bylo v rozmezí 0,5 až 0,8). Výjimkou byla pouze pravá horní končetina, kde věcná významnost potvrzena nebyla. Největší nárůst byl zaznamenán na trupu.

Somatická analýza chlapců

Tělesná výška (BH) chlapců se zvyšovala v každém roce, mezi všemi roky byla prokázána statistická i věcná významnost. Hodnota Cohenova d byla vždy větší nebo rovna 0,8 a rozdíly proto můžeme označit jako velké. Vývoj tělesné hmotnosti (BM) stejně jako u dívek korespondoval s nárůstem BH. Nárůst BM byl v každém roce statisticky i věcně významný (d v rozmezí 0,6 až 2,0). Přiměřený nárůst BM vzhledem k BH se odráží i na hodnotách BMI. Statisticky i věcně významný rozdíl byl stejně jako u dívek zjištěn pouze mezi 11. a 14. rokem (d = 0,8). Hmotnost tělesného tuku (BF) se u chlapců každý rok postupně zvyšovala, jeho přírůstky však byly nízké. Statisticky i věcně významný nárůst byl zjištěn pouze mezi 11. a 14. rokem (d = 0,6). To se odrazilo i na procentuálním zastoupení BF na celkové tělesné hmotnosti. Výrazný nárůst BM a nízké přírůstky BF vedly k mírnému snižování procentuálního podílu BF. Statisticky významný pokles nebyl zaznamenán pouze mezi 13. a 14. ro-kem. Věcná významnost však byla potvrzena jen mezi 11. a 14. rokem (d = 0,7). Změny podílu celkové tělesné vody (TBW) opět odpovídají změnám podílu BF. S rostoucím věkem stoupá podíl TBW, statisticky a věcně významný rozdíl je však opět pouze mezi 11. a 14. rokem (d = 0,7). Segmentální analýza BF ukázala, že i když mají chlapci nižší podíl BF než dívky a ten postupně klesá, mají rovněž nejvíce BF zastoupen na horních končetinách a nejméně na trupu. V průběhu vývoje dochází ke snižování podílu BF ve všech segmentech. Stejně jako u celkového podílu BF nebyl statisticky významný rozdíl zjištěn mezi 13. a 14. rokem. Největší poklesy byly zjištěny mezi 11. a 14. rokem (d v rozmezí 0,5 až 1,2). Při srovnání poklesů tuků v jednotlivých segmentech byl zjištěn největší pokles na horních končetinách a nejmenší na trupu.

DISKUSE

Vývoj tělesné výšky (BH) se u námi sledovaných chlapců a dívek lišil. Na začátku sledovaného období (v 11 letech) měli dívky i chlapci téměř shodné výchozí hodnoty. Vývoj růstové křivky byl u chlapců strmější a rovněž meziroční přírůstky byly v každém roce vyšší, což se projevilo jejich vyšší BH na konci sledovaného období (14 let). U dívek byl největší růstový skok mezi 11. a 12. rokem, což je pokračování růstového spurtu, který u dívek začíná přibližně v 10 letech [3]. Po dvanáctém roce se již roční přírůstky snižovaly. Nejvyšší přírůstek mezi 11. a 12. rokem a následné snižování přírůstku BH koresponduje jak s výsledky 6. CAV [19], tak také se zahraničními studiemi, které uvádí, že u nesportujících dívek je období růstového spurtu (PHV) v rozmezí 11,4–12,2 let [24, 25]. U chlapců byl nejvyšší přírůstek BH mezi 12. a 13. rokem, po tomto období se již přírůstek snížil, přesto byl vyšší než u dívek v době jejich největšího přírůstku. Srovnání s 6. CAV [19] i s již uváděnými zahraničními studiemi [24, 25] ukazuje, že u námi sledovaných chlapců byl výskyt PHV o jeden rok dříve. Grafické znázornění růstových křivek prezentuje graf 1. Při srovnání námi naměřených hodnot BH s hodnotami 6. CAV [19] v jednotlivých věkových kategoriích se ukázalo, že průměrné hodnoty námi sledovaných dívek jsou vyšší v 11 a 12 letech a průměrné hodnoty chlapců jsou vyšší v každém roce. Při využití normalizačního indexu (Ni) však můžeme průměrné hodnoty námi sledovaných jedinců označit vzhledem k 6. CAV za průměrné, hodnoty Ni se pohybovaly v rozmezí -0,12 SD až +0,59 SD. Rovněž hodnoty celkové tělesné hmotnosti (BM) se na začátku sledovaného období u chlapců a dívek lišily minimálně, tento rozdíl zůstal zachován ještě ve 12 letech, což potvrzují i přírůstky BM mezi 11. a 12. rokem (tab. 2 a 4). Po dvanáctém roce je již vývoj BM chlapců a dívek rozdílný, což je patrné z růstových křivek (graf 2).

Vývojové křivky BH a BM u námi sledovaných jedinců odpovídají průběhu vývojových křivek prezentovaným v řadě studií, které se touto problematikou zabývají [2, 26, 27]. Vývoj přírůstků BM koresponduje s vývojem BH. U dívek je největší nárůst mezi 11. a 12. rokem a v dalších letech se snižuje, u chlapců je největší nárůst mezi 12. a 13. rokem. I když se u chlapců v dalším roce přírůstek snižuje, je opět větší než největší přírůstek u dívek. Při srovnání průměrných hodnot BM námi sledovaných jedinců s hodnotami 6. CAV [19] byli námi sledované dívky i chlapci těžší než jedinci referenčního souboru, výjimkou byla pouze nižší BM námi sledovaných dívek ve 14 letech. Výsledky Ni indexu ale ukázaly stejně jako u BH průměrný rozvoj tohoto znaku. Hodnoty Ni se pohybovaly v rozmezí -0,08 SD až +0,35 SD.

Tělesné složení je v této studii prezentováno především hodnotami tělesného tuku (BF). Vývoj jeho procentuálního zastoupení při celotělové analýze u chlapců a dívek prezentuje graf 3. Zhodnotit nadváhu nebo obezitu srovnáním zjištěných hodnot podílu BF s normovými hodnotami je problematické. Existuje řada publikací, ve kterých jsou tyto normové hodnoty uváděny i pro dětskou populaci, není však u nich uvedena použitá metoda nebo typ přístroje [2, 3]. Ve studiích, ve kterých je použita metoda BIA, autoři používají jiné typy BIA analyzátorů, než byl použit v této studii. Ve studii, která se rovněž zabývala tělesným složením a byl použit stejný analyzátor jako v naší studii, autoři sjednotili věkové kategorie dětí do jedné spojené skupiny 10,5–13,49 let [30], takže ani s touto skupinou nelze naše výsledky porovnat. Proto byly pro zhodnocení nadváhy, případně obezity použity hodnoty BMI a jejich srovnání s 6. CAV [19]. Pokud hodnota Ni námi sledovaného jedince byla v rozmezí +0,76 až +1,5 SD, byl jedinec zařazen mezi jedince s nadváhou, a v případě, že hodnota Ni byla vyšší než +1,5 SD, byl jedinec zařazen mezi obézní. Výskyt chlapců a dívek s nadváhou a obezitou v jednotlivých věkových kategoriích prezentuje tabulka 5.

Na meziročních přírůstcích BM a hmotnosti (kg) je možné sledovat vývoj podílu svalstva. U chlapců jsou spojeny vyšší přírůstky BM s nižšími přírůstky hmotnosti BF (kg) než u dívek. Tento trend se objevuje již mezi 11. a 12. rokem. Je tedy zřejmé, že již v tomto období mají chlapci vyšší přírůstky tukuprosté hmoty a tedy i svalstva než dívky, neboť svalstvo tvoří přibližně 60 % tukuprosté hmoty [3]. To potvrzují také Mafulli et al., kteří uvádějí, že právě v tomto období dochází u chlapců k výrazným změnám v rozvoji tukuprosté hmoty [29]. Grafické znázornění vývoje hmotností BM a BF prezentuje graf 2. Nejnižší procentuální podíl BF na trupu zjištěný při jeho segmentální analýze u našich probandů odpovídá vývoji jeho distribuce v tomto období. V průběhu školní docházky je uváděno centripetální rozložení tuku s převahou BF na končetinách, se zvyšujícím se věkem pak dochází k většímu ukládání BF na trupu [2, 3]. Narůstající procentuální podíl BF na trupu je pozorovatelný u námi sledovaných dívek (tab. 1 a 2). Rovněž při porovnání jejich přírůstků mezi 11. a 14. rokem v jednotlivých tělesných segmentech byl zjištěn největší přírůstek u trupu (tab. 2). U chlapců k nárůstu procentuálního BF na trupu nedocházelo, neboť v souladu s poklesem celkového BF se ve všech segmentech procentuální podíl BF snižoval. Na trupu však byly zjištěny vždy nejmenší úbytky.

Zjištěná hydratace u námi sledovaných chlapců i dívek odpovídá běžně měřené hydrataci na použitém BIA analyzátoru Tanita BC 418 MA. Zjištěné průměrné hodnoty TBW se pohybují v intencích horního a dolního intervalu spolehlivosti [30]. Námi zjištěné hodnoty odpovídají rovněž hodnotám uváděným v jiných studiích, přestože v těchto studiích byly použity jiné BIA analyzátory [31–33].

ZÁVĚRY

Studie prezentuje longitudinální změny somatických parametrů dětí ve věku od 11 do 14 let. Výsledky ukázaly, že do 12 let se hodnoty chlapců a dívek příliš neliší. Výrazná sexuální diferenciace nastává po dvanáctém roce života. Výjimkou je procentuální zastoupení tělesného tuku a celkové tělesné vody, kdy jsou sexuální rozdíly zřejmé již v 11 letech. Segmentální analýza ukázala, že i když měli chlapci výrazně menší zastoupení tělesného tuku v jednotlivých tělesných segmentech než dívky, u obou pohlaví se jednalo vždy o centripetální rozložení tuku, tedy s převahou tuku na končetinách. Výskyt dětí s nadváhou a obezitou je u chlapců nižší, pohyboval se v rozmezí 15–20 % a u dívek 18,4–23,4 %.

Přesto, že se jednalo o longitudinální sledování, které proběhlo o více než 10 let později než 6.CAV, nebyly nalezeny v základních antropometrických parametrech žádné významné rozdíly. Naši probandi měli ve většině věkových kategorií vyšší tělesnou výšku a hmotnost, na základě zjištěných hodnot normalizačních indexů (Ni) ale můžeme jejich hodnoty označit za průměrné. Ani v jednom případě nepřekročily hodnotu ±0,75 SD. Výjimkou byl PHV. U námi sledovaných chlapců byl o rok dříve než u chlapců 6. CAV.

Došlo: 30. 6. 2017

Přijato: 31. 10. 2017

Doc. PhDr. Petr Kutáč, Ph.D.

Katedra studií lidského pohybu

Centrum diagnostiky lidského pohybu

Ostravská univerzita

Varenská 40a

702 00 Ostrava 1

e-mail: petr.kutac@osu.cz