РАЗЛИКЕ ПРИМЕЊЕНИХ МЕТОДА У ПРОЦЕНИ ТЕЛЕСНОГ САСТАВА ДЕЧАКА АДОЛЕСЦЕНТСКОГ УЗРАСТА

Transcript

1 Мацура M, и сар. Разлике примењених метода... ФИЗИЧКА КУЛТУРА 2010; 64 (2): 5-13 НАУЧНИ РАДОВИ Марија Мацура Борис Јерковић Марина Ђорђевић-Никић Ивана Милановић /.6 Милинко Дабовић Изворни научни чланак Факултет спорта и физичког васпитања, Универзитет у Београду РАЗЛИКЕ ПРИМЕЊЕНИХ МЕТОДА У ПРОЦЕНИ ТЕЛЕСНОГ САСТАВА ДЕЧАКА АДОЛЕСЦЕНТСКОГ УЗРАСТА Сажетак На узорку од 234 дечака седмог и осмог разреда основних школа на подручју града Сомбора, извршена је процена телесног састава, коришћењем индекса телесне композиције (body mass index) и методе по Матејки. На основу процењених вредности масне компоненте, методом по Матејки, испитаници су, према препоруци McCarthy и сарадника, сврстани у категорије у односу на узраст. На основу вредности индекса телесне композиције, такође у зависности од узраста, сврстани су у категорије према IOTF стандардима, које су утврдили Cole и сарадници. Утврђена је значајна разлика у броју испитаника сврстаних у категорију са прекомерном телесном масом и категорију гојазних у корист веће осетљивости методе по Матејки. С обзиром да се за обе категорије препоручује медицински надзор, резултати истраживања дају предност процени телесног састава методом по Матејки и поред знатно компликованије методологије. Кључне речи: ГОЈАЗНОСТ / ИНДЕКС / ИНДЕКС ТЕЛЕСНЕ КОМПОЗИЦИЈЕ / МЕТОДА ПО МАТЕЈКИ / IOTF УВОД Гојазност код деце и адолесцената у свету поприма размере епидемије. Сматра се наjраспрострањенијом болешћу деце у већини земаља, а нарочито у развијеним земљама (Reilly, 2006). Прекомерна тежина и гојазност у дечјем и нарочито у адолесцентском узрасту, остају и у зрелом добу. Такође се сматрају фактором ризика за настанак кардио-васкуларних обољења, дијабетеса, астме, као и неких социопсихолошких поремећаја у зрелом и старијем добу (Freedman at al., 2007; Reillly at al., 2003). Процена телесне композиције деце и адолесцената омогућава праћење њиховог раста и развоја у циљу утврђивања правилности, односно откривања поремећаја или ризика од поремећаја, на основу степена одступања од вредности препоручених за дати узраст. Дугогодишњим истраживањима утврђени су стандарди раста и развоја, који се по потреби допуњују или модификују у односу на расне, националне и друге карактеристике. Међу највише коришћеним данас су међународни стандарди Светске здравствене организације Коресподенција са: Марија Мацура, Факултет спорта и физичког васпитања Универзитета у Београду, Благоја Паровића 156, Београд, marija.macura@dif.bg.ac.rs 5

2 Мацура M, и сар. Разлике примењених метода... ФИЗИЧКА КУЛТУРА 2010; 64 (2): 5-13 (WHO Multicentre Growth Reference Study Group, 2006), национални стандарди Центра за контролу и превенцију болести Сједињених Америчких Држава (Ogden at al., 2002) и међународни стандарди International obesity taskforce (IOTF) - стручног тела Међународне асоцијације за проучавање гојазности, које су препоручили Кол и сарадници (Cole at al., 2000). У недостатку услова за прецизно утврђивање телесне композиције (магнетна резонанца, компјутерска томографија, апсорпција иксзрака), користе се методе процене засноване на односу телесне масе према телесној висини, односно индексу телесне масе и методе засноване на мерењу дебљине кожних набора. Захваљујући највише једноставности, индекс телесне масе (Body mass index-bmi), познат и као Quetlet-ов индекс је метода детекције гојазности широко распрострањена у свету и прихваћена од референтних организација, какве су Светска здравствена организација (World Health Organization-WHО) и Међународна асоцијација за проучавање гојазности (International association for the study of obesity-iaso). Недостатак индекса телесне масе је у томе што је заснован на целокупној телесној маси, тако да у категорију особа са прекомерном телесном масом могу би ти сврстане и особе са великим процентом мишића, а нормалним процентом масти. Осим тога, истраживања показују недовољну осетљивост ове методе у откривању ризика од настанка гојазности, па чак и већ настале гојазности (Malina & Katzmarzyk, 1999). Метода по Матеjки има дугу традицију и омогућава процену количине коштаног, мишићног и масног ткива у телесној композицији, тако да се гојазност детектује на основу количине, односно процента масног ткива (Еремија, 1997). На основу резултата студије којом је обухваћен узорак од 1116 дечака беле расе, узраста 5 до 18.5 година, Мек Карти и сарадници (McCarthy at al., 2006) су сачинили референтну табелу за одређивање граница нормалне и прекомерне количине масног ткива, као и границе гојазности по узрастима, на основу процењене количине масног ткива. Коришћењем IOTF стандарда које су предложили Кол и сарадници (Cole at al., 2000) и референтне табеле Мек Картија и сарадника (McCarthy at al., 2006), дечаци старијих разреда пет основних школа у Сомбору су на основу индекса телесне масе и процента масног ткива, одређеног методом по Матејки, сврстани у категорије, како би се утврдило колико њих има прекомерну телесну масу, а колико их је гојазно. МЕТОД Ток и поступци истраживања Истраживање је спроведено у мају године, на узорку од 234 дечака седмог и осмог разреда у пет основних школа у Сомбору, што је више од две трећине целокупне популације дечака овог узраста у том граду. Поред телесне висине и масе, мерене су антропометријске димензије за процену телесног састава методом по Матејки: дијаметри зглоба ручја, лакта, колена и скочног зглоба; обими надлакта, подлакта, натколена и потколена; дебљине кожних набора надлакта, подлакта, натколена, потколена, груди и трбуха. Висина тела (ТВ), дијаметри зглобова, обими и дебљине кожних набора, мерени су прецизношћу од 0.1 цм. Маса тела (ТМ) је мерена прецизношћу од 0.1 кг. На основу ових варијабли, рачунски су, методом по Матејки, добијене и изражене у процентима, вредности коштане (О%), мишићне (М%) и масне (Д%) компоненте телесне композиције. У односу на узраст, испитаници су по проценту масти сврстани у категорије, према препоруци McCarthy и сарадника (табела 1). Вредности испод 85-ог перцентила за дати узраст, са доњом границом на другом перцентилу, сматрају се нормалним. Вредности од 85-ог перцентила, укључујући и 85-и перцентил, па до 95-ог перцентила су границе прекомерног процента масног ткива. Вредности на нивоу 95-ог перцентила и више, поистовећују се са гојазношћу (табела 1). 6

3 Мацура M, и сар. Разлике примењених метода... ФИЗИЧКА КУЛТУРА 2010; 64 (2): 5-13 Табела 1 Број и проценат ученика сврстаних у категорије на основу процената масног ткива по Мек Картију и сарадницима (McCarthy at al., 2006) Разред Категорије по перцентилима Д% Учесталост (број испитаника) Проценат Кумулативни проценат 7 (14 г) П<2 Д% испод нормалног <10,9 2 1,7 1,7 П2-85 Нормалан Д% 10,9-21, ,7 53,4 П85-95 Прекомеран Д% 21,3-25, ,2 68,6 П>95 Гојазност >25, ,4 100 Укупно (15 г) П<2 Д% испод нормалног <10,4 П2-85 Нормалан Д% 10,4-20, ,6 52,6 П85-95 Прекомеран Д% 20, ,5 68,1 П>95 Гојазност > ,9 100 Укупно На основу телесне масе и висине, израчунат је индекс телесне масе (BMI) за сваког испитаника према формули: BMI = телесна маса (у кг)/телесна висина (у м 2 ). У односу на узраст, за сваког испитаника је на основу индекса телесне масе одређена перцентилна вредност према IOTF стандардима, које су утврдили Кол и сарадници (Cole at al., 2000). Према овим стандардима, вредности индекса телесне масе испод 85-ог перцентила за дати узраст, сматрају се нормалним. Вредности од 85-ог перцентила, укључујући и 85-и перцентил, па до 95-ог перцентила су границе прекомерне телесне масе. Вредности на нивоу 95-ог перцентила и више, поистовећују се са гојазношћу (табела 2). Табела 2 Број и проценат ученика сврстаних у категорије на основу перцентилних вредности BMI по IOTF стандарду Разред Категорија IOTF стандард Перцентили Фреквенција Проценат Кумулативни проценат VII Нормална ТМ П< ,7 79,7 Прекомерна ТМ П ,7 92,4 Гојазност П>95 9 7,6 100,0 Укупно ,0 VIII Нормална ТМ П< ,2 80,2 Прекомерна ТМ П ,2 97,4 Гојазност П>95 3 2,6 100,0 Укупно ,0 7

4 Мацура M, и сар. Разлике примењених метода... ФИЗИЧКА КУЛТУРА 2010; 64 (2): 5-13 Обрада података Подаци су обрађени стандардним процедурама дескриптивне статистике и представљени аритметичком средином, стандардном девијацијом, коефицијентом варијабилности и интервалом поузданости процене аритметичке средине популације на нивоу вероватноће од 95%. Нормалност дистрибуције фреквенција проверена је Колмогоров-Смирнов тестом. С обзиром да су само телесна висина и мишићна компонента телесног састава показали нормалну дистрибуцију фреквенција у оба субузорка, за компаративну статистику су одабране одговарајуће непараметријске статистичке процедуре. РЕЗУЛТАТИ У табели 3 дати су основни дескриптивни показатељи измерених вредности телесне висине и масе и израчунатих вредности индекса телесне масе, као и процента масне, мишићне и коштане компоненте телесног састава ученика седмог и осмог разреда појединачно. Истовремено су дати и резултати теста нормалности расподеле учесталости, из којих се може видети да једино телесна висина и мишићна компонента телесног састава показују нормалну расподелу учесталости резултата у оба субузорка. Табела 3 Дескриптивни показатељи измерених вредности телесне висине и масе и израчунатих вредности индекса телесне масе, као и процента масне, мишићне и коштане компоненте телесног састава ученика седмог и осмог разреда. Ср. Разред Мин Макс Ст. Дев KВ ИП (95%) Колмогоров-Смирнов вред VII ТВ 143,0 186,8 167,9 9,1 0,05 166,3-169,6 0,07 0,200 ТМ 27,5 111,4 58,9 15,3 0,26 56,1-61,7 0,13 0,000*** BMI 13,4 37,1 20,7 4,5 0,22 19,9-21,5 0,16 0,000*** Д% 10,3 58,9 24,2 11,1 0,46 22,2-26,3 0,15 0,000*** М% 23,0 58,1 40,6 6,9 0,17 39,4-41,9 0,06 0,200 О% 13,2 28,4 21,7 3,1 0,14 21,2-22,3 0,11 0,001*** VIII ТВ 154,6 193,0 174,9 7,8 0,04 173,5-176,3 0,05 0,200 ТМ 35,3 118,0 63,5 13,3 0,21 61,1-66,0 0,08 0,095 BMI 14,0 33,1 20,7 3,4 0,16 20,0-21,3 0,11 0,002** Д% 11,4 53,1 22,9 8,9 0,39 21,3-24,6 0,14 0,000*** М% 23,1 54,3 38,6 5,6 0,15 37,6-39,6 0,05 0,200 О% 14,1 28,0 21,4 2,8 0,13 20,8-21,9 0,07 0,200 КВ-коефицијент варијабилности, ИП-интервал пузданости процене средње вредности популације BMI (body mass index) индекс телесне масе У табели 4 су вредности телесне висине и масе ученика на нивоу трећег, педесетог (медијана) и деведесет седмог перцентила по субузорцима, упоређене са вредностима на истим нивоима међународног стандарда Светске здравствене организације за телесну висину, односно националног стандарда Центра за контро- лу и превенцију болести Сједињених Америчких Држава за телесну масу. Ученици оба разреда имају више вредности телесне висине и масе на свим нивоима у односу на наведене стандарде. Разлике, релативизоване у односу на вредности наведених стандарда, веће су за телесну масу. 8

5 Мацура M, и сар. Разлике примењених метода... ФИЗИЧКА КУЛТУРА 2010; 64 (2): 5-13 Табела 4 Вредности телесне висине и масе ученика на нивоу трећег, педесетог и деведест седмог перцентила, упоређене са одговарајућим референтним вредностима. Телесна висина (цм) Перцентили VII р WHO14 Разл (%) VIII р WHO15 Разл (%) ,7 0,9 159,3 154,3 3, ,2 3,6 175, , ,9 177,6 3,5 188,8 183,6 2,8 VII р CDC Телесна маса (кг) Разл (%) VIII р CDC Разл (%) 3. 39,6 37,1 6,7 41,8 41,5 0, ,4 51,2 10,2 61,9 56,5 9, , ,9 89,7 83,2 7,8 WHO-World health organization (Светска здравствена организација) CDC-Center for disease controle (Центар за контролу болести) Према границама нормалних и прекомерних вредности масне компоненте по узрасту, које су препоручили Мек Карти и сарадници (McCarthy at al., 2006), 18 ученика (15.3%) седмог разреда и 18 ученика (15.5%) осмог разреда има прекомерне вредности масне компоненте одређене методом по Матејки (табела 3). У категорију гојазних, према истом критеријуму, спада 37 ученика (31,4%) седмог и 37 ученика (31.9%) осмог разреда. Према међународним стандардима за вредности индекса телесне масе ( IOTF стандарди) које су предложили Кол и сарадници (Cole at al., 2000), 15 ученика седмог (12.7%) и 20 ученика осмог разреда (17.2%) има прекомерну телесну масу. Према истим стандардима, 9 ученика седмог (7.6%) и 3 ученика (2.6%) осмог разреда спада у категорију гојазних (табела 2). Средња вредност процената мишићне компоненте ученика седмог разреда износи 40.6%, а код ученика осмог разреда 38.6% (табела 1). Младенова и Николова (2005) су методом по Матејки утврдиле вредности од 44.7% до 45.2% мишићне компоненте у телесној композицији дечака узраста 14 до 15 година, нормалног индекса телесне масе према IOTF стандарду. Према Ригеровој и Придаловој (2002), вредности процената мишићне компоненте за дечаке узраста 13 до 16 година, мерене методом по Матејки износе 35.9 до 42.7%. Вредности процената мишићне компоненте за дечаке узраста 13.5 и 15 година, према Малини и сарадницима (Malina at al., 2004), износе 50.2%, односно 50.3%. Просечне вредности за проценат коштане компоненте износе 21.7% код ученика седмог и 21.4% код ученика осмог разреда. Младенова и Николова (9) су утврдиле вредности од 21,7% до 22% код дечака истог узраста. Ригерова и Придалова (2002), су утврдиле вредности од 20.2 код тринаестгодишњих и 21.2% код дванаестгодишњих дечака. Ученици седмог и осмог разреда значајно се разликују по телесној висини и маси, које су веће код старијих ученика. Значајно се разликују и по процентима мишићне компоненте, који су већи код ученика седмог разреда. Разлика у индексу телесне масе и проценту масне компоненте није значајна, а проценат масне компоненте је такође нешто виши код ученика седмог разреда. У процентима коштане компоненте такође нема значајних разлика, а вредности су и у овом случају више код ученика седмог разреда (табела 5). 9

6 Мацура M, и сар. Разлике примењених метода... ФИЗИЧКА КУЛТУРА 2010; 64 (2): 5-13 Табела 5 Резултати Mann-Whitney теста значајности разлика у телесној висини и маси, индексу телесне масе и проценту масног, мишићног и коштаног ткива између ученика седмог и осмог разреда ТВ ТМ BMI Д% М% О% Ср. ранг VII р. 92,3 103,7 114,3 119,1 129,3 124,6 Ср. ранг VIII р. 143,1 131,6 120,7 115,9 105,5 110,3 Mann-Whitney U 3870,0 5209,5 6468,0 6652,5 5449,5 6006,5 Wilcoxon W 10891, , , , , ,5 Z -5,744-3,157 -,726 -,370-2,693-1,618 p,000***,002**,468,711,007**,106 По проценту гојазних испитаника и испитаника са прекомерном телесном масом, сврстаних у категорије по препоруци Мек Картиja и сарадникa (McCarthy at al., 2006) на основу процената масне компоненте одређених методом по Матејки, субузорци се не разликују значајно (табела 6), што се може видети и према вредностима у табели 3. По IOTF стандардима за вредности индекса телесне масе у односу на узраст, субузорци се значајно разликују по проценту гојазних испитаника и испитаника са прекомерном телесном масом (табела 6). Разлика међу субузорцима по броју испитаника са вредностима индекса телесне масе испод границе прекомерних је минимална (табела 2). Табела 6 Резултати χ² теста значајности разлика у проценту гојазних испитаника и испитаника са прекомерном телесном масом између ученика седмог и осмог разреда По McCarthy По IOTF стандардима оч-устviiр оч-устviiiр оч-устviiр оч-устviiiр χ² 0,011 0,011 0,004 5,975 df p 0,995 0,995 0,998 0,050* оч-очекивана фреквенција; устviiр-установљена фреквенција за седми разред; устviiiр-установљена фреквенција за осми разред Само два испитаника седмог разреда су по IOTF стандардима сврстана у вишу категорију него на основу вредности масне компоненте по препоруци Мек Картиja и сарадникa (McCarthy at al., 2006). Остали испитаници у оба разреда су или сврстани у исту категорију или су у вишу категорију сврстани по вредностима мас- не компоненте према Мек Картиjу и сарадницимa (McCarthy at al., 2006). То, према резултатима истраживања, чини ове методе значајно различитим по осетљивости у детекцији прекомерне телесне масе, односно масне компоненте телесне композиције, без обзира на узраст испитаника (табела 7). 10

7 Мацура M, и сар. Разлике примењених метода... ФИЗИЧКА КУЛТУРА 2010; 64 (2): 5-13 Табела 7 Резултати теста значајности разлика две примењене методе у броју испитаника сврстаних у категорије по телесном саставу Sign test (по McCarthy по IOTF стандардима) VII р VIII р Негативних разлика 2 0 Позитивних разлика Једнаких Укупно Z -6,126-6,857 p 0,000 0,000 ДИСКУСИЈА Разлике у телесној висини наших испитаника у односу на стандарде Светске здравствене организације се, према нашим подацима не могу објаснити. Може се само претпоставити да се узроци тих разлика крију у одликама становништва Сомбора, у евентуалном ранијем сазревању испитаника или неким другим факторима. У прилог првом мишљењу иде чињеница да добар део становништва Војводине, па и Сомбора, чине досељеници из динарских крајева, за које се зна да су највиши становници Европе (Pineau at al., 2005). С друге стране, раније сазревање као узрок разлика у телесној висини, било би праћено повољнијим односом телесне масе према висини, што у нашем узорку није случај. Управо веће разлике вредности телесне масе наших испитаника релативизоване у односу на стандарде Центра за контролу и превенцију болести САД, када се упореде са разликама у телесној висини (табела 2), условљавају и неповољније вредности индекса телесне масе. Проценат коштаног ткива је у распону нормалног за узраст испитаника, што је и очекивано, с обзиром да је развој коштаног ткива у највећој мери под утицајем генотипа и да се промене на коштаном ткиву услед адаптације на евентуална повећана оптерећења само делимично огледају у повећању волумена и густине коштаног ткива. Проценат мишића је у распону просечних вредности за дечаке неспортисте овог узраста, а према неким подацима и нижи. То искључује могућност да су више вредности индекса телесне масе условљене већом мишићном масом, односно, указује на већи проценат масти као узрок повећаних вредности индекса телесне масе код 20.1% испитаника. Ученици седмог и осмог разреда се значајно разликују по телесној висини и маси, као и по проценту мишићне компоненте телесног састава, с тим што је проценат мишића, супротно очекивањима већи код ученика седмог разреда. По проценту коштаног и масног ткива, субузорци се не разликују значајно. Није нађена разлика ни у броју, односно проценту ученика сврстаних у категорије на основу процента масти, по препоруци Мек Картија и сарадника (McCarthy at al., 2006). Проценат сврстаних у категорије са нормалним и прекомерним процентом масти и категорију гојазних скоро је идентичан по разредима. С обзиром да су се испитаници у време мерења налазили у узрасту који, по Малини и сарадницима (malina at al., 2004) карактерише најбржи прираст телесне висине, идентичан проценат масног ткива по разредима указује на велику вероватноћу да испитаници задрже исти проценат масног ткива и у зрелом и старијем добу. Број, односно проценат ученика сврстаних у категорију са прекомерном телесном масом и категорију гојазних по IOTF стандардима, разликује се по разредима, дајући нешто повољнију слику пре свега због мањег процента сврстаних у категорију гојазних у субузорку старијих дечака. На основу тога би се могло претпоставити да ће се током раста и развоја испитаника однос телесне масе према висини код гојазних променити на боље, ка нижим вредностима. Међутим, IOTF стандарди су у нашем узорку показали значајно мању осетљивост у детекцији прекомерне телесне масе и гојазности од процене телесне композиције методом по Матејки. 11

8 Мацура M, и сар. Разлике примењених метода... ФИЗИЧКА КУЛТУРА 2010; 64 (2): 5-13 ЗАКЉУЧАК Свакако би једна од поузданијих метода процене телесне композиције дала и поузданије податке, али у овом случају би избор методе на основу које се испитаници сврставају у категорију гојазних, требао пасти на методу по Матејки. Гојазност у адолесцентском добу праћена је повећањем ризика од настанка кардио васкуларних болести, дијабетеса и других обољења (Reilly и сарадници, 2003), због чега се овим особама препоручује редовна лекарска контрола (Himes и Dietz, 1994). Применом мање осетљиве методе детекције гојазности, одређени проценат адолесцената би могао бити изостављен из програма контроле и превенције наведених болести. Метода детекције гојазности према индексу телесне масе, која се у последње време све чешће користи, морала би да постане предмет једне озбиљне анализе, јер постоји вероватноћа да, бар када је у питању популација адолесцената на нашим просторима, не показује задовољавајућу осетљивост у откривању гојазности. ЛИТЕРАТУРА 1. Cole, T.J., Bellizzi, M.C., Flegal, K.M., & Dietz, W.H. (2000). Establishing astandard definition for child overweight and obesity worldwide: international survey. British Medical Journal, 320, Еремија, М. (1997). Биологија развоја човека са основама спортске медицине-практикум. Београд: ФФК. 3. Freedman, D.S., Mei, Z., Srinivasan, S.R., Berenson, G.S., & Dietz, W.H. (2007). Cardiovascular risk factors and excess adiposity among overweight children and adolescents: the Bogalusa hearth study. Journal of Pediatrics, 150(1), 12-17, e2. 4. Himes, J.H., & Dietz, W.H. (1994): Guidelines for overweight in adolescent preventive services: recommendations from an expert committee. Amwrican Journal of Clinical Nutrition, 59, Kuczmarski, R.J., Ogden, C.L., Guo, S.S., et al (2002) CDC growth charts for the United States: Methods and development. National Center for Health Statistics. Vital and Health Statics, 11(246). 6. Malina, R.M., Bouchard, C., & Bar-or, O. (2004). Growth, maturation and physical activity. Champaign, IL: Human Kinetics 7. Malina, R.M., & Katzmarzyk, P.T. (1999). Validity of the body mass index as an indicator of the risk and presence of overweight in adolescents. American Journal of Clinical Nutrition, 70(suppl), 131S 6S. 8. McCarthy, H.D., Cole, T.J., Fry, T., Jebb, S.A., & Prentice, A.M. (2006). Body fat reference curves for children. International journal of obesity, 30, Mladenova, S., & Nikolova, M. (2005). Components of body mass and their relations during the growth period of the boys. Proceedings of the Balkan scientifi c conference of biology (138-49). Plovdiv: Bulgaria. 10. Ogden, C.L., Kuczmarski, R.J., Flegal, K.M., et al. (2002). Centers for Disease Control and Prevention 2000 growth charts for the United States: improvements to the 1977 National Center for Health Statistics version. Pediatrics, 109, Pineau, J.C., Delamarche, P., & Božinović, S. (2005). Les Alpes Dinariques: un peuple de sujets de grande taille. Compte Rendus Biologies, 328(9), Reilly, J.J. (2006). Obesity in childhood and adolescence: evidence based clinical and public health perspectives. Postgraduate Medical Journal, 82, Reillly, J.J., Methwen, E., McDowell, Z.C., Hacking, B., Alexander, D., Stewart, L., & Kelnar, C.J.H. (2003). Health consequences of obesity. Archives of Disease in Childhood, 88, Riegerova, J., & Pridalova, M. (2002): Methodological aspects of body constitution evaluation. An analysis of anthropometric methodology. Acta Universitatis Palackianae Olomucensis. Gymnica, 32(2),

9 Мацура M, и сар. Разлике примењених метода... ФИЗИЧКА КУЛТУРА 2010; 64 (2): WHO Multicentre Growth Reference Study Group (2006). WHO Child Growth Standards: Length/height-for-age, weight-for-age, weightfor-length, weight-for-height and body mass index-for-age. Methods and development. Geneva: World Health Organization: 312. Примљен Прихваћен

10 Macura M, et al. The Differences of the Applied Methods... PHYSICAL CULTURE 2010; 64 (2): 5-13 SCIENTIFIC PAPERS Marija Macura Boris Jerković Marina Đorđević-Nikić Ivana Milanović /.6 Milinko Dabović Original scientific paper Faculty of Sport and Physical Education, University of Belgrade THE DIFFERENCES OF THE APPLIED METHODS IN THE ASSESSMENT OF BODY COMPOSITION OF ADOLESCENT BOYS Abstract The sample of th and 8 th grade boys, attending elementary schools located within the town of Sombor, was subject to body composition assessment by using the indices of body composition (body mass index) and methods by Mateika. Based on the estimated fat mass value, using the method by Mateika, the subjects were categorized by age, as recommended by McCarthy et al. Based on indices of body composition, also depending on the age, they were classified into categories according to the International Obesity Task Force (IOTF) standards, determined by Cole et al. There was a significant difference in the number of subjects classified in the category of the overweight and those classified in the category of the obese in favor of greater sensitivity of the method by Mateika. Considering that for both categories medical monitoring is recommended, the results of the research give priority to the assessment of body composition by the method by Mateika despite much more complex methodology. Key words: OBESITY / INDEX / INDEX OF BODY COMPOSITION / METHOD BY MATEIKA / IOTF INTRODUCTION Obesity in children and adolescents takes epidemic proportions in the world. It is considered the most widespread disease of children in most countries, especially in the developed countries (Reilly, 2006). Overweight and obesity in children and particularly in adolescence, remain in adulthood as well. It is also considered as a risk factor for cardiovascular disease, diabetes, asthma, and for some socio psychological disorders in mature and old age (Freedman et al, 2007; Reilly et al, 2003). Assessment of body composition in children and adolescents provides monitoring of their growth and development with the purpose of determining the regularity, or disclosure of disturbances or the risk of disorder, based on the degree of deviation from the recommended values for the given age. The standards of growth and development have been established by many years of research, which are amended or modified in relation to racial, ethnic and other characteristics when needed. Among the most frequently used today are the international standards of the World Health Organization (WHO Multicentre Growth Reference Study Group, 2006), the national standards of the Center for Disease Control and Prevention of the Correspondence to: Marija Macura, Faculty of Sport and Physical Education, University of Belgrade Blagoja Parovića 156, Belgrade, marija.macura@dif.bg.ac.rs 5

11 Macura M, et al. The Differences of the Applied Methods... PHYSICAL CULTURE 2010; 64 (2): 5-13 United States (Ogden et al, 2002) and international standards of The International Obesity Taskforce (IOTF) - the professional body of the International Association for the Study of Obesity, recommended by Cole et al, (2000). In the absence of conditions for accurate determination of body composition (magnetic resonance imaging, computer tomography, X-ray absorption), valuation methods based on relative body weight according to body height and body mass index are used, as well as methods based on the skin fold measurement. Thanks primarily to the simplicity, body mass index (BMI), also known as Quetlet s index, is a useful detection method for obesity, which is widespread in the world and adopted by referent organizations such as World Health Organization (WHO) and International Association for the Study of Obesity (IASO). The lack of body mass index lies in the fact that it is based on the whole body mass, so that in the category of people who are overweight even those with high percentage of muscle, but normal fat can be classified. Besides, the researches show the lack of sensitivity of this method to detect the risk of obesity, and even already caused obesity (Malina & Katzmarzyk, 1999). The method by Mateika has a long tradition and enables to estimate the amount of bone, muscle and adipose tissue in body composition, so that obesity is detected on the basis of the amount or percentage of body fat (Eremija, 1997). Based on the results of the study, which included a sample of 1116 Caucasian boys, ages 5 to 18.5, McCarthy, et al (2006) have drawn up a reference table for determining the limits of normal and excessive amounts of fat, as well as the limits of obesity according to the age, on the basis of the estimated amount of fat. Using the IOTF standards proposed by Cole et al (2000) and reference tables by McCarthy et al (2006), the boys from senior grades of five primary schools in Sombor were categorized on the basis of body mass index and the percentage of body fat, determined by the method by Mateika, to determine how many of them are overweight, and how many are obese. METHOD Research procedure and processes The survey was conducted in May 2008 on the sample of 234 boys, 7th and 8 th graders of five elementary schools in Sombor, which represented more than two-thirds of the entire population of boys in this age group in the city. In addition to height and weight, the anthropometric dimensions of body composition for the assessment method by Mateika were measured: Wrist, elbow, knee and ankle diameters; Upper arm, forearm, thigh and lower leg volumes; Upper arm, forearm, thigh, below knee, chest and abdomen skin folds. Body height (BH), diameters of joints, volumes and thickness of skin folds were measured at an accuracy of 0.1 cm. Body mass (BM) was measured by a precision of 0.1 kg. Based on these variables, using calculation of the method by Mateika, the values of bone (O%), muscle (M%) and fat (D%) components of body composition were obtained and expressed in percentages. The subjects were categorized in relation to the age and the percentage of fat (Table 1), as recommended by McCarthy at al. (2006). Values below 85% for the given age, with a lower limit on the second percentile are considered normal. Values above 85%, including the 85%, to 95% are the limits of excessive percentage of body fat. Values at the level of 95% and more are identified as the obesity (Table 1). 6

12 Macura M, et al. The Differences of the Applied Methods... PHYSICAL CULTURE 2010; 64 (2): 5-13 Table 1 The number and percentage of students classified into categories based on body fat percentile by McCarthy at al. (2006) Grade Categories by percentile d% Frequency (number of subjects) percentage Cumulative percentage 7 (age 14) P<2 D% below normal < P2-85 normal D% P85-95 Overweight D% P>95 Obesity > Total (age 15 ) P<2 D% below normal <10.4 P2-85 Normal D% P85-95 Overweight D% P>95 Obesity > Total On the basis of body weight and height, body mass index (BMI) of each respondent was calculated using the formula: BMI = body weight (in kg) / body height (in m 2 ). In relation to the age, the percentile value for each respondent based on body mass index was determined by the IOTF standards, which were established by Cole at al (2000). According to these standards, body mass index values below 85% for a given age are considered to be normal. Values ranging from 85%, including 85%, to 95% are the limits of overweight. Values at the level of 95% and above are identified as obesity (Table 2). Table 2 The number and percentage of students classified into categories based on BMI percentile values by the IOTF standard Grade Category IOTF standard percentiles frequency percentage Cummulative percentage VII Normal BM P< Overweight BM P Obesity P> Total VIII Normal BM P< Overweight BM P Obesity P> Total

13 Macura M, et al. The Differences of the Applied Methods... PHYSICAL CULTURE 2010; 64 (2): 5-13 The results were analyzed by standard procedures of descriptive statistics and represented by the arithmetic mean, standard deviation, coefficient of variation and confidence interval of the estimation of population mean at the level of 95%. Normality of frequency distribution was tested by Kolmogorov- Smirnov test. Given that the only body height and muscle component of body composition displayed a normal distribution of frequencies in both samples, the appropriate non-parametric statistical procedures were chosen for comparative statistics. RESULTS Table 3 contains the basic descriptive parameters of the measured values of body height and weight and calculated body mass index value, as well as the percentage of fat, muscle and bone components of body composition of 7th and 8 th graders. At the same time, the results of normal frequency distribution test are given, which demonstrate that only body height and muscle component of body composition showed a normal distribution of frequencies found in both subsamples. Table 3 Descriptive indicators of measured values of body height and weight and calculated body mass index value and percentage of fat, muscle and bone components of body composition of students of the seventh and eighth grade. grade min max mean Standard deviation CV IR (95%) Kolmogorov- Smirnov VII BH BM *** BMI *** D% *** М% О% *** VIII BH BM BMI ** D% *** М% О% CV-coefficient of variation. IR- interval of reliability of the mean population estimation BMI (body mass index) - the body mass index In Table 4 the values of height and weight of children on the level of the third, the fiftieth (median) and the ninety-seventh percentile at the subsamples, are compared with values at the same levels of international World Health Organization standards for height, or national standards of the Center for Dis- ease Control and Prevention of the United States for body weight. Students in both classes have higher values of height and weight at all levels in relation to those standards. The differences, normalized in relation to the specified standards values are higher for body weight. 8

14 Macura M, et al. The Differences of the Applied Methods... PHYSICAL CULTURE 2010; 64 (2): 5-13 Table 4 The values of body height and weight of children on the third, fiftieth and ninety-seventh percentile, compared with the corresponding reference values. Body height (cm) percentiles VII g WHO14 Diff. (%) VIII g WHO15 Diff. (%) 3 rd th th Body mass (kg) VII g CDC Diff. (%) VIII g CDC Diff. (%) 3 rd th th WHO-World health organization CDC-Center for disease controle According to the limits of normal values and excessive fat mass by age, recommended by McCarthy et al (2006), 18 7 th graders (15.3%) and 18 8 th graders (15.5%) have excessive fat mass values determined by Mateika method (Table 3). According to the same criteria, one of 37 students (31.4%) of the seventh grade and 37 students (31.9%) of the eighth grade were ranked in the obese category. According to international standards for body mass index value (IOTF standards) proposed by Cole et al (2000), 15 students of the seventh (12.7%) and 20 students of the eight grade (17.2%) are overweight. According to the same standards, nine students of the seventh (7.6%) and 3 students (2.6%) of the eighth grade belong to the category of obese (Table 2). The mean value of muscle components percent of the seventh grade students was 40.6%, and of the eighth grade students 38.6% (Table 1). Mladenov and Nikolova (2005) using the method by Mateika determined the values from 44.7% to 45.2% of muscle components in the body composition of boys aged 14 to 15 to be a normal body mass index according to the IOTF standard. According to Riegerova and Pridalova (2002), the value of muscle components per- centile for boys aged from 13 to 16, measured by the method by Mateika mounted up from 35.9 to 42.7%. The values of muscle components percentile for boys aged 13.5 and 15, according to Malina et al (2004), mounted up to 50.2% and 50.3%. The average values for the percentage of bone components are 21.7% of the students of the seventh and 21.4% of the students of the eighth grade. Mladenov and Nikolova (9) have established the value from 21.7% to 22% of the boys of the same age. Riegerova & Pridalova (2002) determined the value of 20.2% for thirteen-year-old and 21.2% for twelve-year-old boys. Students of the seventh and the eighth grade are significantly different in height and weight, which are greater in older students. They differ significantly in the percentile of muscle components, which are higher in the seventh grade students. The difference in body mass index and fat mass percentile was not significant, and the fat mass percentile was also slightly higher in the seventh grade students. There is also no significant difference in the bone components percentage, and in this case the values were also higher in the seventh grade students (Table 5). 9

15 Macura M, et al. The Differences of the Applied Methods... PHYSICAL CULTURE 2010; 64 (2): 5-13 Table 5 The results of Mann-Whitney test of a significant difference in body height and weight, body mass index and fat percentage, muscle and bone tissue between 7th and 8 th graders BH BM BMI D% M% О% m.rank VII g m.rank VIII g Mann-Whitney U Wilcoxon W Z p.000***.002** **.106 By the obese subjects percentile and the subjects with excessive body weight percentile, divided into categories recommended by McCarthy at al (2006) based on the fat mass percentile determined by the method by Mateika, the subsamples did not differ significantly (Table 6), which is also displayed according to the values in Table 3. According to the IOTF standards for body mass index value in relation to age, the subsamples are significantly different by the obese subjects percentile and the subjects with excessive body weight (Table 6). The difference between the subsamples in the number of subjects with body mass index values below limit of the excess is minimal (Table 2). Table 6 The results of χ ² test of significance of differences in the percentage of obese subjects and overweight body mass subjects among 7th and 8 th graders by McCarthy at al. by IOTF standards ef-estviig ef-estviiig ef-estviig ef-estviiig χ² df p * Ef - expected frequency; estviig - established frequencies for the seventh grade; estviiig - established frequencies for the eighth grade Only two subjects from the seventh grade were classified in a higher category by the IOTF standards than on the basis of the fat mass values as recommended by McCarthy at al. (2006). Other subjects in both classes are either classified in the same category or in a higher category according to fat mass values by McCarthy at al. (2006). This, according to the research results, makes these methods significantly different according to their sensitivity in the detection of overweight body mass, or fat components of body composition accordingly, regardless of the age of the subjects (Table 7). 10

16 Macura M, et al. The Differences of the Applied Methods... PHYSICAL CULTURE 2010; 64 (2): 5-13 Table 7 The results of the significance test of differences of two methods applied in the number of subjects classified into categories by body composition Sign test (by McCarthy by IOTF standards) VII g VIII g Negative results 2 0 Positive results Equal Total Z p DISCUSSION Differences in height of our subjects in relation to World Health Organization standards cannot be explained according to our data. It can only be assumed that the causes of these differences are hidden in the characteristics of the population of Sombor, in possible early maturation of the subjects or some other factors. This opinion is further argumented by fact that much of the population of Vojvodina and Sombor consists of immigrants from the local Dinar region, which are known to be the highest citizens of Europe (Pineau et al, 2005). On the other hand, earlier maturation as a cause of differences in height would be followed by a more favorable ratio of body mass to height, which is not the case in our sample. In fact, greater differences of body mass values of our subjects are normalized in relation to the standards of the Center for Disease Control and Prevention of the USA, and when compared with differences in height (Table 2), they determine less favorable values of body mass index as well. The percentage of bone tissue is in the normal range for the age of subjects, as expected, given that the development of bone tissue is mostly influenced by genotype and that the changes in bone tissue as a result of adaptation to the possible increased burden are only partially reflected in the increase of volume and density bone tissue. The percentage of muscle mass is in the range of average values for non-athlete boys at this age, while according to some data it is even lower. That excludes the possibility that higher values of body mass index resulted from higher muscle mass, respectively indicating a higher percentage of fat as a cause of increased body mass index value of 20.1% of the subjects. The students of the seventh and the eighth grade are significantly different in height and weight, as well as in percentage of muscle components of body composition, but the percentage of muscle, contrary to expectations, is higher in the seventh grade students. By the percentage of bone and fat tissue, the subsamples are not significantly different. There were no significant differences either in the number or in the percentage of students classified into categories based on fat percentage, as recommended by McCarthy et al. (2006). The percent classified into categories with normal and excessive fat and obese category was nearly identical by classes. Given that the subjects at the time of measurement were in the age which, according to Malina at al (2004) is featured by the fastest growth of body height, the identical percentage of body fat in grades indicates a high probability that the subjects retain the same percentage of body fat both in the mature and the old age. The number and percentage of students classified as overweight and obese category by the IOTF standards varies by grade, giving a slightly more favorable picture primarily because a smaller percentage is classified as obese in the subsample of older boys. On this basis we could assume that during subjects growth and development, the ratio of body mass in relation to height in the obese shall be changed for the better, towards lower values. However, the IOTF standards in our sample showed significantly lower sensitivity in the detection of overweight body mass and obesity than the estimation of body composition by Mateika method. 11

17 Macura M, et al. The Differences of the Applied Methods... PHYSICAL CULTURE 2010; 64 (2): 5-13 CONCLUSION One of more reliable methods of the estimation of body composition would certainly provide more reliable data, but in this case, the choice of the method by which the subjects were categorized as obese, should be the method by Mateika. Obesity in adolescence is accompanied by increasing risk of cardio vascular diseases, diabetes and other diseases (Reilly et al, 2003), which is why these people are recommended regular medical controls (Himes & Dietz, 1994). Using less sensitive method of detection of obesity, a certain percentage of adolescents could be left out from the program control and prevention of the above mentioned diseases. The method of detection of obesity according to body mass index, which has lately been increasingly used, should become the subject of a serious analysis, since there is the possibility that, at least when it comes to the population of adolescents in our region, it does not provide the sufficient sensitivity in obesity detection. REFERENCES 1. Cole, T.J., Bellizzi, M.C., Flegal, K.M., & Dietz, W.H. (2000). Establishing astandard definition for child overweight and obesity worldwide: international survey. British Medical Journal, 320, Eremija, M. (1997). Biologija razvoja čoveka sa osnovama sportske medicine-praktikum. [Biology of human development with the fundamentals of sports medicine practicum] Beograd: FFK. 3. Freedman, D.S., Mei, Z., Srinivasan, S.R., Berenson, G.S., & Dietz, W.H. (2007). Cardiovascular risk factors and excess adiposity among overweight children and adolescents: the Bogalusa hearth study. Journal of pediatrics, 150(1), 12-17, e2. 4. Himes, J.H., & Dietz, W.H. (1994): Guidelines for overweight in adolescent preventive services: recommendations from an expert committee. Amwrican Journal of Clinical Nutrition, 59, Kuczmarski, R.J., Ogden, C.L., Guo, S.S., et al (2002) CDC growth charts for the United States: Methods and development. National Center for Health Statistics. Vital and Health Statics, 11(246). 6. Malina, R.M., Bouchard, C., & Bar-or, O. (2004). Growth, maturation and physical activity. Champaign, IL: Human Kinetics 7. Malina, R.M., & Katzmarzyk, P.T. (1999). Validity of the body mass index as an indicator of the risk and presence of overweight in adolescents. American Journal of Clinical Nutrition, 70(suppl), 131S 6S. 8. McCarthy, H.D., Cole, T.J., Fry, T., Jebb, S.A., & Prentice, A.M. (2006). Body fat reference curves for children. International journal of obesity, 30, Mladenova, S., & Nikolova, M. (2005). Components of body mass and their relations during the growth period of the boys. Proceedings of the Balkan scientifi c conference of biology (138-49). Plovdiv: Bulgaria. 10. Ogden, C.L., Kuczmarski, R.J., Flegal, K.M., et al. (2002). Centers for Disease Control and Prevention 2000 growth charts for the United States: improvements to the 1977 National Center for Health Statistics version. Pediatrics, 109, Pineau, J.C., Delamarche, P., & Božinović, S. (2005). Les Alpes Dinariques: un peuple de sujets de grande taille. Compte Rendus Biologies, 328(9), Reilly, J.J. (2006). Obesity in childhood and adolescence: evidence based clinical and public health perspectives. Postgraduate Medical Journal, 82, Reillly, J.J., Methwen, E., McDowell, Z.C., Hacking, B., Alexander, D., Stewart, L., & Kelnar, C.J.H. (2003). Health consequences of obesity. Archives of Disease in Childhood, 88,

18 Macura M, et al. The Differences of the Applied Methods... PHYSICAL CULTURE 2010; 64 (2): Riegerova, J., & Pridalova, M. (2002): Methodological aspects of body constitution evaluation. An analysis of anthropometric methodology. Acta Universitatis Palackianae Olomucensis. Gymnica, 32(2), WHO Multicentre Growth Reference Study Group (2006). WHO Child Growth Standards: Length/height-for-age, weight-for-age, weightfor-length, weight-for-height and body mass index-for-age. Methods and development. Geneva: World Health Organization: 312. Received Accepted