L’analisi della composizione corporea nei pazienti con malattia renale cronica ha suscitato interesse negli ultimi anni a causa del grande impatto che ha come fattore di rischio per morbilità e mortalità.1,2 Tra le varie metodologie utilizzate per valutare la composizione corporea, l’analisi dell’impedenza bioelettrica (BIA) si distingue per la sua semplicità, i bassi costi, la velocità, la riproducibilità e la sicurezza per il paziente esaminato., L’uso di BIA nella valutazione della composizione corporea si è ampliato negli ultimi decenni e durante questo periodo gli strumenti disponibili per questa analisi sono migliorati in modo significativo.
Da un punto di vista elettrico, un organismo agisce come un cilindro conduttivo o somma di cilindri. BIA si basa sull’opposizione che qualsiasi organismo crea contro il flusso di una corrente elettrica alternata, che normalmente viene emessa e ricevuta dalle estremità opposte dei cilindri; nel caso di un essere umano, dal polso e dalla caviglia., L’impedenza (Z) è il risultato di due diversi componenti (Figura 1): la resistenza (R) al flusso di corrente elettrica, che è data principalmente dal contenuto di acqua nel corpo (l’acqua è un eccellente conduttore), tale che un maggiore contenuto di acqua produce una R inferiore e viceversa. Questo ci consente di analizzare lo stato di idratazione di un paziente e di distinguere tra tessuti con un elevato contenuto di acqua, come i muscoli, da quelli con un basso contenuto di acqua, come grassi, polmoni e ossa., Il secondo componente è la reattanza (Xc), che determina la capacità delle cellule di immagazzinare energia, poiché agiscono come condensatori elettrici quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso di loro. Le membrane cellulari fungono da conduttori e il contenuto cellulare funge da materiale dialettico, immagazzinando la carica una volta che la corrente è passata attraverso il mezzo. Queste due componenti sono espresse in Ohm (Ω) e sono rappresentate graficamente da vettori, con l’impedenza vettoriale risultante (Z)., L’angolo formato da R e Xc è chiamato angolo di fase (φ), che normalmente è inferiore a 10º, poiché R è molto maggiore di Xc. In sintesi, mentre R determina principalmente lo stato di idratazione, Xc determina principalmente lo stato nutrizionale.
TIPI DI IMPEDENZA BIOELETTRICA
In base alla frequenza della corrente alternata applicata, BIA può essere classificato come monofrequenza o multifrequenza BIA.
La multifrequenza BIA consiste nella misurazione di resistenza, reattanza e angolo di fase, con frequenze oscillanti tra 5kHz e 1000kHz., Una rappresentazione grafica di queste misurazioni risulta in una parabola, corrispondente al modello Cole e Cole (Figura 2).3 Con le basse frequenze, la corrente elettrica è incapace di passare attraverso le membrane cellulari, e invece si muove attraverso lo spazio extracellulare, incontrando resistenza solo nell’acqua extracellulare e negli ioni che contiene (ECW)., I valori di Z per questo tipo di frequenza si trovano a destra del modello Cole e Cole, e se la curva viene estrapolata fino a incontrare l’asse X, cioè con un Xc di 0, otterremmo la resistenza corrispondente all’ECW (R0).
Le alte frequenze sono in grado di attraversare sia le cellule che lo spazio extracellulare. Come tale, la resistenza è determinata dall’opposizione data dall’acqua intracellulare e dagli ioni che contiene (ICW), così come ECW., I valori di Z per le alte frequenze si trovano a sinistra della curva di Cole e Cole, e un’estrapolazione all’asse X produce una stima del valore R (R∞), corrispondente all’acqua corporea totale, dove TBW=ICW+ECW.,
una Volta R0 e R∞ sono noti, il calcolo della resistenza corrispondente a ICW (RI) è dato dalla differenza in termini di resistenza, il seguente equazione di seguito:
— = — – — dove RI = ———-
Monofrequency BIA si basa sulle misure di R, Xc, e l’angolo di fase solo a 50 hz, in quanto, in questa lunghezza d’onda, angolo di fase e reattanza sono considerati al massimo, che è a dire, sarebbe la parte più alta della parabola (Figura 2)., Tuttavia, quando tutte le misurazioni sono ottenute, utilizzando analizzatori multifrequenza, si osserva che questo assioma non è costante e, come tale, la monofrequenza BIA assume un certo livello di errore, specialmente con valori estremi di composizione corporea.
L’angolo di fase ci dà un’idea indiretta della massa cellulare e, come tale, è stato considerato un buon parametro per la nutrizione che è stato ampiamente utilizzato come marker per la sopravvivenza.4-7
Attualmente abbiamo a disposizione tre diversi sistemi per l’analisi BIA: basato su formule, impedenza vettoriale e spettroscopia di impedenza (BIS)., I primi due sono basati su modelli monofrequenza, mentre BIS si basa su un modello multifrequenza.
I sistemi basati su formule hanno funzionato per molti anni e sono state descritte diverse equazioni, 8-10 in cui l’altezza del soggetto tende ad essere inclusa insieme alla resistenza media a 50KHz. Le equazioni sono state convalidate con metodi di riferimento per alcuni sottogruppi della popolazione, e quindi si raccomanda che ogni ricercatore metta insieme tabelle di riferimento specificamente per ogni studio utilizzando soggetti sani.,11 Normalmente, il software incluso negli analizzatori BIA consente di calcolare TBW, ICW ed ECW, nonché massa magra o massa senza grassi e massa grassa calcolata utilizzando la differenza tra peso corporeo e massa magra. È importante sottolineare che le diverse equazioni descritte in letteratura sono valide solo per gli analizzatori di impedenza per i quali sono state sviluppate. Nei pazienti iper-idratati, l’acqua in eccesso viene incorporata nella massa magra invece di visualizzarla come terza componente del corpo.,
Il sistema BIVA (bioelectrical impedance vector analysis) è stato introdotto da Piccoli nel 1994.12 Questo si basa sulla lunghezza del vettore di impedenza e il suo angolo di fase misurato a 50KHz. La lunghezza del vettore stabilisce il livello di idratazione, in modo tale che più lungo è il vettore, minore è la quantità di acqua e maggiore è la resistenza, mentre maggiore è l’angolo di fase, migliore è lo stato nutrizionale., I valori di riferimento sono forniti da ellissi che rappresentano il 50%, il 75% e il 95% percentili sotto forma di nomogramma (Figura 3), ma come nei modelli basati sulla formula, le ellissi di riferimento sono state calcolate in una popolazione di soggetti italiani sani. Questo modello offre un’idea dell’evoluzione dello stato di idratazione in un paziente mentre si avvicina o si allontana dal centro dell’ellisse,12,13 ma impedisce anche di effettuare confronti quantitativi tra pazienti o gruppi di pazienti., Le ellissi sono diverse per uomini e donne a causa delle differenze nella composizione corporea (contenuto di grassi), ma per ottenere un maggiore livello di precisione, dovrebbero anche essere divise in base all’età, al tasso nutrizionale e persino alla razza.11,14 Inoltre, dovrebbero essere sviluppate ellissi di riferimento che incorporino diverse di queste variabili, il che complicherebbe eccessivamente l’elaborazione dei modelli di riferimento.,
Recentemente, Fresenius Medical Care ha sviluppato un analizzatore BIS (BCM®; Body Composition Monitor) basato su misurazioni simultanee di R, Xc e angolo di fase a 50 frequenze diverse, che oscillano tra 5kHz e 1000kHz, utilizzando il modello Cole e Cole per determinare ECW, ICW e TBW. Il sistema si differenzia dagli altri modelli BIA multifrequenza in quanto si basa sulla normoidratazione tissutale, assumendo un certo valore per il contenuto fisiologico di acqua contenuta nella massa magra e nel tessuto adiposo, quest’ultimo molto più basso., L’acqua in eccesso è descritta dalla differenza tra TBW e l’acqua contenuta nei tessuti adiposi e magri normoidrati.
Il modello prende in considerazione il contenuto di grassi, che mantiene una relazione inversa con TBW, ICW e ECW, secondo uno studio Chamney et al,15 tale che, per esempio, in un soggetto con un contenuto di grassi del 10%, come misurato da DEXA , il TBW regolato per normohydrated tessuti è di circa il 65% del peso totale del corpo (40% ICW e il 25% ECW), mentre in un altro soggetto con un 30% di grasso, TBW avrebbe il 50% (30% ICW e il 20% ECW)., In quanto tale, dopo l’adeguamento per il contenuto di grassi in ciascun soggetto analizzato, non è necessario alcun altro modello di riferimento oltre alla composizione corporea della persona.15
APPLICAZIONI IN PAZIENTI CON MALATTIA RENALE CRONICA
Idratazione
È essenziale quantificare lo stato di idratazione nella valutazione clinica di pazienti con malattia renale cronica sia prima che dopo l’inizio della terapia sostitutiva renale.,16-21 L ‘ incorporazione del peso secco misurato dalla BIS nei pazienti in emodialisi consente di dimostrare che la valutazione clinica del paziente è in alcuni casi distorta rispetto alla situazione reale, mentre in altri casi facilita il miglioramento della tolleranza emodinamica.22,23 Questo influenzerà sia la pressione sanguigna che la gravità dell’ipertrofia ventricolare sinistra.24,25 Mantenere uno stato di idratazione vicino ai livelli ideali può aiutare a controllare la funzione renale residua nei pazienti in dialisi, la cui perdita è un altro fattore di rischio per la mortalità.,26 Più recentemente, ECW è stato anche associato a stati infiammatori.27,28
Nutrizione
Lo stato nutrizionale è un fattore che ha un impatto importante sulla mortalità nei pazienti con malattia renale cronica.29-31 Misurare la composizione corporea e le sue variazioni nel tempo mediante BIA fornisce marcatori di morbilità/mortalità che possono aiutare nella diagnosi precoce di cambiamenti reversibili in questi pazienti.32,33 Inoltre, questo strumento consente di distinguere tra massa magra e massa grassa, che hanno impatti diversi sull’evoluzione del paziente e forniscono un valore aggiunto al metodo classico per determinare l’indice di massa corporea.,34,35
Volume di distribuzione dell ‘urea (UDV)
L’ introduzione di monitor per emodialisi che determinano il dosaggio della dialisi utilizzando la dialisanza ionica online sta diventando sempre più frequente. Questo tipo di dispositivo aiuta ad analizzare le dosi di dialisi da somministrare.36-38 La misurazione dell’UDV viene solitamente eseguita dal monitor stesso, utilizzando formule antropometriche, tra le quali l’equazione di Watson 39 è la più comunemente utilizzata. Nei pazienti con estremo contenuto di grassi, le differenze tra UDV fornite da BIS e l’utilizzo di equazioni possono essere significative., Come tale, utilizzando l’UDV misurata da BIS può fornire una dose di dialisi meglio adattata alla situazione reale del paziente.
In sintesi, il BIA è uno strumento semplice e non invasivo che richiede poco tempo, con risultati riproducibili e a basso costo che, date le informazioni che forniscono al nefrologo e a tutte le sue applicazioni cliniche, dovrebbe far parte delle attrezzature sanitarie a disposizione di tutti i reparti, in particolare nelle unità di dialisi.
I due studi inclusi in questo numero di Nefrología e il precedente mostrano alcune delle molte applicazioni di BIA.,6,7 Caravaca et al hanno descritto i loro risultati con BIS in pazienti con malattia renale cronica avanzata in predialisi, dimostrando una leggera sovridratazione, con una media di circa 0,2 litri. Tuttavia, c’era una vasta gamma di variazioni. L’idratazione è più importante negli uomini e nei pazienti diabetici ed è inversamente correlata con l’indice di massa corporea e i livelli plasmatici di albumina ed emoglobina., La valutazione quantitativa dell’eccesso di idratazione o disidratazione, indipendentemente dalla composizione corporea, è un parametro di grande importanza clinica, e può essere fornita solo in modo preciso utilizzando i più avanzati sistemi BIS disponibili.
Lo studio di Abad et al ha esaminato l’angolo di fase come marker nutrizionale nei pazienti in dialisi. Per questo, hanno usato un analizzatore BIA multifrequenza, sebbene nell’analisi dei risultati gli autori abbiano preso in considerazione solo i risultati ottenuti utilizzando solo una frequenza a 50KHz, che è il valore comunemente usato in monofrequenza., Gli autori hanno concluso che l’angolo di fase era associato ai parametri nutrizionali e al contenuto di ICW, simile ai risultati di Caravaca et al. Tuttavia, il risultato più nuovo è stata l’associazione tra l’angolo di fase e la sopravvivenza del paziente in dialisi. Questa associazione è stata fortemente supportata da un’analisi multivariata che è stata aggiustata per altre variabili nutrizionali e infiammatorie, in cui solo l’età e un angolo di fase 4-7 questo studio ha supportato il suo valore prognostico dopo 6 anni di follow-up.,
Entrambi gli studi concordano sul fatto che il miglior valore prognostico dell’angolo di fase è raggiunto a 50KHz, ma il punto di cut-off è diverso nei due studi, probabilmente a causa dei diversi analizzatori utilizzati nei due studi. È importante sottolineare che generalmente, quando si parla di BIA, le equazioni e i dati grezzi ottenuti con un analizzatore non sono validi per un altro tipo di analizzatore.
CONCETTI CHIAVE
1. L’analisi dell’impedenza bioelettrica è uno strumento estremamente utile nel trattamento dei pazienti con malattia renale cronica., Dovrebbe essere incorporato in tutte le unità a causa delle informazioni fornite, facilità d’uso, risultati rapidi, sicurezza e basso costo.
2. Le principali applicazioni di questa tecnologia sono la valutazione dello stato di idratazione, l’analisi dello stato nutrizionale e il calcolo del volume di distribuzione dell’urea per una migliore applicazione di questo modello cinetico.
3., È preferibile utilizzare dati grezzi forniti dagli stessi analizzatori di impedenza bioelettrica al fine di evitare errori indotti da valori diversi per la composizione corporea, che eliminerebbero la necessità di cercare valori di riferimento adeguati per la popolazione che vogliamo studiare.
4. I sistemi di impedenza bioelettrica sono notevolmente migliorati negli ultimi decenni e forniscono sempre informazioni più precise., La spettroscopia di impedenza bioelettrica è il metodo più avanzato attualmente disponibile, poiché i risultati di questa tecnica sono adattati alla normoidratazione dei tessuti e sono regolati per il contenuto di grasso nella composizione corporea del paziente, senza la necessità di una popolazione di riferimento regolata per età, sesso, razza o composizione corporea.
5. I parametri di idratazione e nutrizione forniti dagli analizzatori di impedenza bioelettrica sono estremamente utili come marcatori precoci di sopravvivenza/mortalità nei pazienti con malattia renale cronica con/senza dialisi.,
Figura 2. Rappresentazione del modello di impedenza bioelettrica vettoriale
