COMPOSICIÓN CORPORAL 1ra parte

Composición Corporal: modelos bi-compartamentales químicos

Francis Holway – Curso de Cineantropometria 11

COMPOSICIÓN CORPORAL – 1ra parte

Por Francis Holway

¿Cómo se compone el cuerpo humano?

¿De nitrógeno, carbono, oxígeno,

hidrógeno y minerales? Si. ¿De músculos,

huesos, órganos, piel y tejido adiposo?

También. ¿Y el músculo y el tejido

adiposo contienen nitrógeno, carbono,

oxígeno y nitrógeno? Efectivamente.

¿Entonces cómo estimamos la

composición corporal?

En primer lugar debemos ordenar un

sistema de clasificación según el nivel de

complejidad química-anatómica que

deseemos estudiar. Wang y colegas

(1992) describen 5 niveles de

clasificación:

Nivel I: atómico hidrógeno,

nitrógeno, oxígeno, carbono, minerales

Nivel II: molecular agua,

proteínas, lípidos (grasa), hidroxi-apatito

Nivel III: celular intracelular,

extracelular,

Nivel IV: anatómico tejidos

muscular, adiposo, óseo, órganos y

vísceras, piel

Nivel V: cuerpo entero masa

corporal, volumen corporal, densidad

corporal

La elección del nivel a estudiar depende

principalmente de los objetivos del

profesional: ¿qué necesito saber sobre la

composición corporal? Por ejemplo, un

entrenador que necesita evaluar los

efectos de un programa para aumentar la

masa muscular requiere el nivel

anatómico. ¿Le sirve saber que el sujeto

aumentó kilogramos de masa muscular o

mili moles de nitrógeno? Un nutricionista

desea observar si su programa de

alimentación disminuyó la masa adiposa

en vez de los lípidos moleculares.

Claramente, si la Cineantropometría es la

interfase entre estructura y función, casi

todas las funciones están asociadas a

tejidos anatómicos, ya que estos se

componen de elementos en determinadas

maneras para cumplir determinadas

funciones específicas. Por ejemplo:

Masa muscular fuerza, potencia,

velocidad, estado nutricional

Masa adiposa balance energético

(nutrición), rendimiento físico (peso

“muerto”)

Masa ósea factores

biomecánicos que afectan capacidades

físicas y estructurales

Recordemos la diferencia entre lípidos o

grasa (triglicéridos) y masa adiposa: ésta

última está compuesta por lípidos, agua,

proteínas y electrolitos. La “grasa” está

compuesta únicamente por triglicéridos

(un lípido). La cantidad de grasa dentro

de los adipositos del tejido adiposo varía

entre un 50% en individuos magros a un

90% en obesos.

En conclusión, el nivel de división

corporal que más nos interesa es el

anatómico, debido a que en

Cineantropometría estamos interesados

en las partes del cuerpo humano que se

asocian con la función.

Donde nacen los métodos

Uno de los primeros abordajes al estudio

indirecto, in-vivo, de la composición

corporal fue el método de

fraccionamiento anatómico de Jindrich

Matiegka, publicado en 1921. Particionó

el cuerpo en cuatro componentes: grasa +

piel, músculo, huesos y el remanente, y

asoció los kilogramos de músculo con la

fuerza medida por un dinamómetro de

mano. Encontró una correlación positiva.

Matiegka estaba interesado en la

capacidad funcional de trabajo físico de

los hombres. A pesar de esta gran

contribución a la cineantropometría, el



modelo de Matiegka fue prácticamente

ignorado durante 60 años.

El abordaje a la composición corporal que

mayor popularidad cobró fue el modelo

de dos componentes moleculares creado

en la década del 40 por Albert Behnke, un

académico de las fuerzas armadas de

Estados Unidos. Behnke tenía dos

preocupaciones principales, en primer

lugar los reclutas con grandes masas

musculares (jugadores de fútbol

americano, atletas) eran rechazados por

tener sobrepeso para ingresar en las filas

del ejercito; y en segundo lugar los buzos

de la marina con mucho tejido adiposo

corrían el riesgo de padecer trastornos

debido a que el nitrógeno es soluble en

los lípidos del cuerpo. Behnke necesitaba

un sistema para diferenciar la

composición del cuerpo y decidió que la

medición de la densidad corporal sería el

método adecuado, ya que la grasa posee

una densidad menor que la masa-libre-de-

grasa (mldg). En consecuencia una

persona con mucha grasa tendría una

densidad menor. Estos valores de

densidad, 0,9 y 1,1 gm/ml para la grasa y

la mldg fueron obtenidos de estudios de

Rathbun y Pace (1945) sobre el análisis

químico en unos 50 chanchitos de la India

eviscerados y afeitados. Supuso que en

seres humanos esto no variaría mucho.

Algunos pocos análisis químicos en

cadáveres llegaron a resultados similares.

Pesaje hidrostático.

La idea central de este método de dos

componentes, también conocido como el

método bioquímico (Nivel II), es medir la

densidad corporal. Para esto se utilizó el

Principio de Arquímedes que establece

que el volumen de un objeto es igual a la

cantidad de agua que desplaza al ser

sumergido en ese medio.

“Rel´ajate, Henry” de Bill Ross



Si se sumerge un sujeto en un tanque de

agua, la cantidad de agua desplazada sería

equivalente a su volumen. Otra manera de

calcular el volumen es restando la

diferencia de peso en kgs. entre lo que el

sujeto pesa en tierra y sumergido bajo el

agua. Por ejemplo, un sujeto de 75 kgs.

que pesa 3 kgs. bajo agua posee un

volumen de 72 litros ( 1 kg de agua = 1

litro). Desde ya existe un volumen de aire

atrapado en el aparato digestivo y

pulmones que se debe restar. Esto se

soluciona midiendo el volumen residual

pulmonar con un espirómetro previo al

pesaje hidrostático, y luego se le pide al

sujeto una expiración máxima mientras

está sumergido. El volumen de aire

intestinal se estima como fijo en 100 ml,

según Buskirk (1961).

Calculando e volumen pulmonar residual

Bien, ahora que conocemos el volumen

del sujeto y su masa corporal al pesarlo

en tierra, podemos calcular su densidad

corporal:

Dc = Mc/Vc (g/ml)

Ahora el desafío es averiguar la

proporción o porcentaje de grasa a partir

de la densidad corporal. Para esto los

expertos utilizaron un poco de álgebra:

M/D = MG/Dg + MLDG/Dmldg

(Masa sobre densidad de la masa = masa

grasa sobre densidad de masa grasa +

masa libre de grasa sobre densidad de la

masa libre de grasa)

Esta ecuación solo se puede resolver

suponiendo que las densidades de la grasa

y de la mldg sean constantes, con valores

fijos de 0,9 y 1,1 g/ml en todos los seres

humanos. Para que estos valores sean

fijos, o constantes biológicas, estamos

suponiendo que las densidades y las

proporciones de los componentes de la

mldg (huesos, músculo, órganos,

líquidos) son iguales en todas las

personas; o sea que una abuelita tiene la

misma densidad mineral ósea (dmo) y

proporción de músculo que una estrella

de baloncesto de la NBA. Si aceptamos

esta suposición de constancia biológica en

los seres humanos, podemos resolver

algebraicamente el problema y estimar el

porcentaje de grasa (%G) a partir de la

densidad corporal. Dos de las ecuaciones

más utilizadas son las de Siri (1961) y

Brozek (1963):

Siri: %G = (4,95/Dc – 4,50)*100

Brozek: %G = (4,57/Dc – 4,142)*100

Ambas generan resultados muy similares

entre si cuando las densidades están entre

1,090 y 1,030 g/ml. Para sujetos con más

de 30% de grasa, la ecuación de Siri

genera resultados mas altos; para sujetos

muy magros y obesos, la ecuación de

Brozek es mas adecuada.



El rango de variación de la densidad

corporal abarcaría desde 0,9 g/ml (de

alguien quien tendría hipotéticamente

100% grasa) hasta 1,1 g/ml (otra persona

con un hipotético 0% de grasa). Según la

ecuación de Siri, alguien con una

densidad de 1,0 g/ml (igual al agua)

tendría un %G del 45%. Veremos que la

mayoría de las personas suelen tener

densidades mayores a 1,0 g/ml. Otro

factor importante en estos cálculos es el

efecto matemático del tercer número

decimal (milésima) de la densidad sobre

el cálculo del %G. Veamos, por ejemplo,

la diferencia entre estas densidades:

1,011 g/ml = 39,61%

1,019 g/ml = 35,77%

¡Como vemos, es una diferencia de un

4%! Por eso es importante prestar

atención a los números decimales en este

tipo de ecuaciones, redondeando al tercer

decimal.

El principal factor que afecta la densidad

corporal suele ser el peso del esqueleto,

con una densidad de alrededor de 1,236

g/ml, la parte más densa del organismo.

En la DMO existen diferencias

significativas según la edad, sexo y raza.

Una mujer pos-menopausica suele tener

menor DMO que un africano corredor de

100m. llanos. ¿Cómo afecta esto el

cálculo del %G a partir de la Dc? En la

mujer con DMO disminuida el %G estará

sobre-estimado, mientras que en el atleta

el %G estará sub-estimado. De hecho ha

sucedido que jugadores de fútbol

americano de raza africana-americana

muy magros y musculosos han tenido

densidades corporales superiores a 1,1

g/ml, ¡o sea que el %G dio valores

negativos! Esto fue publicado en estudios

como el de Adams y colegas (1982). Me

pregunto cuántos otros investigadores, al

encontrar este dilema, se han resistido a

publicar los datos. Los niños suelen tener

una mayor cantidad de agua y DMO

menor que los adultos, lo que también

genera sobre-estimaciones en el %G (ver

Tabla 3).

Variación en %graso para una misma persona con ecuaciones.

Han existido intentos de ajustar las

constantes biológicas de densidad de la

mldg de diferentes grupos etareos,

sexuales y raciales. Esto es un avance,

pero no soluciona el problema de la

suposición de las proporciones fijas de los

componentes de la mldg entre individuos.

De hecho, lo que menos varía es la

densidad de la grasa entre sujetos,

entonces este sistema bioquímico de dos

componentes por medio de

Hidrodensitometría funciona bien si lo

único que variase fuese la grasa corporal.

El gran problema es la gran variabilidad

de la mldg, tanto en las proporciones de

sus componentes como en su densidad del

esqueleto.

En resumen, las tres suposiciones de

constancia biológica para que este método

funcione son:

1/ que las densidades de la grasa

y mldg son 0,9 y 1,1 g/m en todos los

individuos;

2/ que las densidades de los

componentes de la mldg son iguales en

todos;



3/ que las proporciones de los

componentes de la mldg son iguales en

todos.

Recordemos, finalmente, que este modelo

nos informa principalmente sobre la grasa

corporal de sujetos, y que se refiere a la

grasa químicamente definida,

triglicéridos, y no a la masa adiposa. Otro

problema es que existe grasa no solo en el

tejido adiposo, sino también entre los

órganos, sistema nervioso, cerebro, y

médula ósea (ver Tabla 2). En mujeres

también existe grasa en los pechos y

órganos reproductivos. Esta grasa difiere

del principal depósito subcutáneo en que

es indispensable para la vida, y por eso se

la llama “grasa esencial”.

Albert Behnke.

Cuando estimamos el %G estamos

incluyendo esta grasa esencial, pero

¿cuánto constituye esta grasa esencial?

De hecho nadie lo midió, pero Behnke

(1969), “a ojímetro”, supuso que sería un

3% en varones y un 12% en mujeres,

valores debajo de los cuáles no sería

compatible la vida (ver Tabla 2). Behnke

además agregó que esta grasa esencial

debe ser incluida dentro de la mldg ya

que forma parte de órganos y huesos.

Pero entonces el término “mldg” no es

apropiado, y lo cambió por “masa

magra”. Este nuevo término, a diferencia

del anterior, incluye la grasa esencial. El

resultado, que intentaba clarificar más el

tema, tuvo el efecto contrario, y hoy en

día muchos investigadores confunden los

dos términos y su significado.

Como valores normales se consideran

15% y 25% para hombres y mujeres

respectivamente, y 20% y 30%

considerados excesivos y 10% y 15%

considerados muy bajos o atléticos (ver

Tabla 4).

Uso de la antropometría

Ahora bien, ya tenemos el método

hidrostático funcionando, a pesar de sus

errores de concepto y ambiciosas

suposiciones de constancia biológica;

¿cuántos profesionales pueden tener un

tanque de agua en sus consultorios y

cuántos pacientes quieren bañarse cada

vez que se evalúan la composición

corporal? Pocos, por ende no es un

método práctico ni de campo.

Necesitamos otro tipo de medición, más

práctico, rápido y económico que se

corresponda con la densidad corporal.

Para resolver este obstáculo se eligieron

los pliegues de adiposidad subcutánea

medidos antropométricamente con

calibres en diferentes regiones del cuerpo.

Para obesos en quienes es difícil tomar

pliegues se utilizan perímetros, como en

la ecuación de McArdle y Katch (1973).

La asociación con densidad corporal se

realizaría con análisis de regresión

múltiple, una estrategia bioestadística

relativamente simple con el uso de

ordenadores.



El procedimiento es el siguiente: se elige

una muestra de unos 50 a 100 sujetos para

cada sexo (típicamente estudiantes de una

clase de educación física) y se les miden

los pliegues y la densidad corporal con

hidro-densitometría. Luego se analizan

las correlaciones entre cada pliegue y la

densidad corporal o con el %G calculado

a partir de la misma. Los sitios de

pliegues que mejor correlacionan con el

%G son posteriormente utilizados para

generar una ecuación de regresión

múltiple. Este tipo de ecuación nos

permitirá predecir el %G a partir de los

pliegues, y de esta manera no

necesitaremos realizar los pesajes

hidrostáticos.

Algunas de las ecuaciones más populares

se encuentran en la tabla al final de este

apunte. Se han diseñado ecuaciones

generales (para la población) y

específicas (para algún grupo específico

de la población, como deportistas).

Diagrama para elegir ecuaciones de regresión .

Por ejemplo, las ecuaciones de Durnin y

Womersley (1974) son generales, y las de

Thorland y colegas (1984) son específicas

a atletas. Esto es importante debido a que

las ecuaciones de regresión son muy

específicas a la muestra con la que fueron

tomadas las mediciones para desarrollar

la fórmula. No se puede medir una señora

sedentaria y procesar sus datos con

ecuaciones para deportistas, y vice-versa.

Otro factor a tener en cuenta es la tensión

de los calibres, sobre todo las diferencias

entre el Harpenden (Inglaterra) y el Lange

(EEUU). El Lange ejerce una tensión

menor, generando valores de pliegues

superiores y sobre-estimando el % de

grasa si se utiliza una ecuación

desarrollada con Harpenden (ver Tabla 1).

Diferentes calibres generan diferentes ecuaciones.

En obesos conviene solo utilizar perímetros

También es importante recalcar que estas

ecuaciones contienen un error estándar de

estimación (EEE) en el cálculo de la

densidad corporal que afecta el resultado.



Por ejemplo en la ecuación de Withers y

colegas (1987) para varones deportistas el

EEE es de 0,0058, que quiere decir que el

valor obtenido de densidad corporal

puede estar entre 1,060 +/- 0,0058

(1,0542 a 1,0658). Al convertir estos

valores en % graso, los valores varían

entre 14,44% y 19,55%, ¡vaya diferencia!

Por último, en cuanto a la selección de

sitios de pliegues para incluir en la

ecuación de regresión, lo ideal es que sea

representativa de todas las partes del

cuerpo: brazos, tronco y piernas. Hay

muchas ecuaciones que solo incluyen

pliegues del tren superior, como las de

Durnin y Womersley, generando

posiblemente mayores errores de

predicción.

Diagrama esquemático del pliegue y su compresibilidad.

Línea de regresión entre suma de 7 pliegues y densidad

corporal para construir ecuaciones de predicción del %graso.

Tanta variación en la estimación de la

composición corporal llevó a varios

autores a evitar el procesamiento de datos

en cálculos con todas sus suposiciones de

constancia biológica y recomendar

utilizar solo los datos brutos en si

mismos, como los pliegues y/o la suma de

pliegues (Francis Johnston, 1982). De

hecho, en Australia, la estrategia mas

común es la de utilizar la suma de 6 ó 7

pliegues como parámetro de adiposidad

de deportistas.



Tabla 1: Diferencias en el contenido graso entre calibres para pliegues cutáneos y

ecuaciones para pliegues en el promedio de la muestra

% Graso

Calibre Jackson – Pollock Durnin – Womersley

Lange 23,4 26,9

Harpenden 19,6 23,8

Nota: Cálculos derivados de la ecuación de Lohman y colegas (1984)

Tabla 2: Distribución grasa en hombre y mujer de referencia

Localización de grasa Hombre de referencia Mujer de referencia

Grasa esencial (lípidos de la

medula de los huesos, sistema

nervioso central, glándulas

mamarias y otros órganos, kg.

2,1 4,9

Almacenamiento de grasa, kg.

Subcutánea

Intermuscular

Intramuscular

Otros (grasa del tórax y

cavidad abdominal), kg.

Grasa total, kg

Masa corporal, kg

% Graso

8,2

3,1

3,3

0,8

1,0

10,3

70,0

14,7

10,4

5,1

3,5

0,6

1,2

15,3

56,8

26,9

Nota: Lohman, TG, reimpreso de Human Biology, Vol. 53, no. 2, pag. 181-225.

Tabla 3: Contenido de agua de la masa libre de grasa en niños y adolescentes

% del contenido de agua en el cuerpo libre de grasa

Edad, años Hombres Mujeres

1

1-2

3-5

5-6

7-8

9-10

11-12

13-14

15-16

17-20

79,0

78,6

77,8

77,0

76,8

76,2

75,4

74,7

74,2

73,8

78,8

78,5

78,3

78,0

77,6

77,0

76,6

75,5

75,0

74,5

Nota: De “Asseessmet of Body Composition in Children” por T. G. Lohman, 1989,

Pediatric Exercise Science, 1, p. 21. Copyright 1989 por Human Kinetics Publishers



Tabla 4: Estándares de porcentaje graso corporal para hombres y mujeres en relación

a la salud

Hombres

5% 15% 25%

Peso minimo Debajo del promedio Sobre el promedio En riesgo

Mujeres

8% 14% 23% 32%

Peso minimo Debajo del promedio Sobre el promedio En riesgo

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