Place de l`impédancemètrie dans le suivi d`un régime

Place de l’impédancemètrie
dans le suivi des régimes et des anomalies de l’état nutritionnel.
Dr. Alain Boulier –CHU Xavier Bichat Paris
Le développement de l’obésité dans les pays développés a conduit les chercheurs et les cliniciens à développer
des outils d'évaluation plus fiables que le simple poids. L’index de Quetelet (IMC ou BMI) est certes un progrès
pour les études épidémiologiques mais il n’apporte aucune information spécifique à l’obésité car il ne permet pas
l’évaluation individuelle de la surcharge adipeuse ni de l’état du capital « maigre ».
Ces renseignements sont pourtant indispensables au moment précis du bilan initial de l’obésité pour faire avec le
patient un projet de contrôle du poids. Ils sont encore plus précieux pour le suivi régulier de la thérapeutique
proposée.
Les méthodes amaigrissantes ont pour but essentiel de diminuer la masse grasse et de maintenir au mieux la
masse maigre. Classiquement un régime bien mené (ref 1) doit provoquer une perte de masse grasse d’environ
70 à 75% de la perte de poids, tandis que la perte de masse maigre ne doit pas excéder 25 à 30% de la perte de
poids.
Si ce dernier seuil est dépassé :
o la fonte musculaire qui devient visible n’est pas favorable à l’acceptation de son corps par l’obèse
qui ressent une fatigue générale et musculaire pénible.
o .A l’extrême une dénutrition (un déficit en masse cellulaire et protéique) peut s’installer, masquée
par la masse grasse toujours en excès et par l’inflation hydrique qui accompagne les déficits
protéiques.
o La reprise de poids en fin de régime sera d’autant plus facile que seule la masse maigre consomme
de l’énergie tant au repos qu’à l’effort.
Ainsi le suivi de l’obésité n’est pas seulement un problème de poids et de BMI mais un problème d’équilibre
entre maigre (masse musculaire, eau extra cellulaire) et graisse.
Devant ces évidences, le praticien est soumis à des difficultés importantes car la mesure rapide fiable et répétée
de la masse maigre est difficile :
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Les méthodes dites de références (DEXA, Pesée hydrostatique etc. ) ne peuvent pas être
réalisées facilement de façon répétée, et, surtout leurs résultats sont différés par rapport à la
consultation, ce qui gène la prise de décision lors d’une consultation de surveillance. Elles sont
toutefois précieuses lors d’un premier bilan car elles permettent d’évaluer objectivement la
répartition des graisses (androïde, gynoïde) en tenant compte des graisses profondes ce qui
n’est pas le cas de la mesure du tour de taille. La masse minérale osseuse peut également être
mesurée apportant de précieuses indications s’il existe des complications articulaires (surtout
après 50 ans). Ces méthodes, aussi précises soient-elles ne mesurent cependant pas l’eau du
corps ce qui gène considérablement l’évaluation des oedèmes si difficile chez l’obèse.
Les méthodes ambulatoires comme l’anthropométrie (plis cutanés, circonférences) sont
souvent évoquées et conseillées mais le plus souvent rarement et/ou mal pratiquées car elles
deviennent imprécises voir impossibles chez l’obèse.
L’impédance bioélectrique classique est en principe un compromis idéal en terme de facilité
et de précision car elle est d’utilisation simple et rapide. Son intérêt majeur est qu’elle mesure
l’eau totale et extra cellulaire permettant une bonne estimation de la masse maigre et son suivi.
Malheureusement c’est un examen beaucoup plus technique qu’il ne paraît et il nécessite un
temps de mesure souvent trop important pour un praticien travaillant seul. L’impédance
bioélectrique à multiples fréquences (spectroscopie) (ref 2-6) permet maintenant une mesure
beaucoup plus fiable de l’eau du corps car elle est beaucoup moins dépendante des équations
utilisées. Il faut toutefois consacrer environ une demie heure à cette simple mesure et d’avoir
reçu une formation spécifique à cette technique et à son interprétation.
EN PRATIQUE : l’exploration de l’état nutritionnel ou de l’obésité peut se faire à trois niveaux techniques:
1/ Evaluation hautement spécialisées pour tenir compte des variations hydriques très fréquentes au cours
de l’amaigrissement, en particulier celles de l’eau extra cellulaire, il faut en principe coupler les
méthodes pour obtenir une évaluation précise de cinq compartiments : masse grasse, masse minérale,
masse protéique, eau extra cellulaire, eau intra cellulaire.
Par exemple l’association de l’impédance multi-fréquence pour la mesure précise des compartiments
hydriques et de l’absorption biphotonique pour la mesure des masses maigre et grasse représente
actuellement le compromis le plus proche de la pratique clinique. Ceci n’est possible que dans les
laboratoires d’explorations fonctionnelles spécialisés et dans des secteurs médicaux privilégiés, de
façon ponctuelle et seulement en complément des investigations faites au cabinet du praticien.
2/ Evaluation clinique : l’association impédancemètrie-anthropomètrie est le seul compromis acceptable
en routine chez l’enfant et l’adulte.
1. 3/ Evaluation instinctive ou épidémiologique : la seule mesure du poids et le calcul du BMI ont
l’avantage d’être accessibles au non médecin.
Un quatrième niveau technique a été mis récemment à la disposition du praticien, il vient compléter la seule
mesure du poids mais reste accessible aux non médecins. Il s’agit des « balances à impédance » (appelés
également « impédancemètre vertical » ou encore « leg to leg BIA ». Ces appareils ont été également rapidement
mis à la disposition du grand public, et leur succès ne cesse de croître.
Que doit-on en penser et comment les utiliser ?.
PRINCIPES DE LA METHODE D’IMPEDANCE VERTICALE :
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Au cours d’une simple pesée, un faible courant alternatif ou pulsé, à une ou plusieurs fréquences est
appliqué entre les extrémités des deux pieds grâce à des électrodes de contact posées sur le plateau
de la balance.
La résistance mesurée entre les deux talons dépend de la quantité d’eau contenu dans la partie basse
du corps (fesses, cuisses, jambes). La masse maigre est calculée directement à partir de cette
résistance puisqu’il y a une quantité constante d’eau dans la masse maigre (73%). La graisse quand
à elle, se comporte comme un isolant parfait : elle sera calculée par la différence : Masse Grasse =
Poids-Masse maigre. Ainsi toutes les graisses du corps, y compris celles du tronc seront prises en
compte.
Cette méthode repose sur deux principes essentiels :
1. la masse maigre des membres inférieurs est proportionnelle à la masse maigre du corps
entier. Nous avons vérifié ce principe dès 1994. (ref 2 )
2. la masse maigre des membres inférieurs est une proportion suffisante de la masse maigre
totale pour être représentative : des mesures segmentaires par absorption biphotonique
nous ont montré que la masse maigre de la partie basse du corps représente 30 à 45 % de la
masse maigre totale. De plus la masse maigre du tronc est proportionnelle à celle des
membres inférieurs, ce qui signifie probablement que les viscères du tronc ont une taille
proportionnelle à la masse musculaire la plus importante du corps. Ces hypothèses et
constatations ont été confirmées au cours d’une validation multi-centrique internationale
portant sur 900 sujets recrutés dans 6 pays et parmi plus de 5 ethnies.
Avantages de la méthode :
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Rapidité des mesures : la mesure de la composition corporelle équivaut à une simple prise de
poids.
Fiabilité : la validation de ces machines commence à être bien établie : les machines les plus
performantes sont à plusieurs fréquences, dont une, la plus élevée rend la méthode indépendante de
la population étudiée. Ces machines de dernière génération permettent un suivi fiable de l’obésité
contrairement aux anciennes machines à 50 kHz. (ref 7)
Précision : bien qu’un peu moins précise que les méthodes de laboratoires, la précision obtenue sur
les masses maigre et grasse est largement suffisante en clinique soit ±1,5 kg en mesure instantanée
mais environ 400 grammes d’une mesure à l’autre.
Prix très bas : la technique est accessible aux médecins de terrain aussi bien qu’aux patients eux
même. Pas de consommables particuliers (électrodes sèches).
Inconvénients et limites:
o Ces machines ne mesurent pas encore l’eau extracellulaire de façon fiable. Il est donc impossible
de tenir compte des œdèmes des membres. Ce défaut peut altérer la précision des mesures en cas
d’insuffisance veineuse car l’extrapolation de la masse hydrique des membres inférieurs au corps
entier aboutit à une surestimation de la masse maigre. En réalité une masse maigre très élevée chez
un non sportif attire immédiatement l’attention. Une mesure après quelques minutes de décubitus
peut également confirmer l’inflation hydrique des membres et peut être une exploration de terrain
originale.
o Impossibilité de mesurer les amputés, les femmes enceintes, et par prudence élémentaire il est
contre-indiqué de mesurer les porteurs de stimulateurs cardiaques. La mesure des enfants est en
cours de validation.
o L’impédance de la peau des pieds (talons) peut fausser complètement la mesure : il est donc
important d’utiliser un matériel de haute technicité. Un test simple à réaliser est la mesure avec des
chaussettes encore humides (« au saut des chaussures ») : une bonne machine donne les mêmes
résultats que pieds nus. Cette caractéristique démontre que c’est bien l’impédance de la masse
maigre qui est mesurée et non celle de la peau. De nombreuses machines échouent à ce test.
Un peu moins d’une dizaine de machines de ce type sont actuellement commercialisées, leurs
qualités sont très inégales (ref 8-10).
o La répartition des graisses n’est pas prise ne compte, il faut donc lui associer une mesure du tour
de taille. Un logiciel bien adapté simplifie considérablement la tâche.
INTERPRETATION DES RESULTATS :
Elle se fait en trois temps :
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o
o
Evaluation statique des compartiments (première visite) et calcul du déficit calorique et de la
vitesse probable de perte de poids.
Classification de l’obésité et de ses risques (sédentaire ou actif, androïde ou gynoïde)
Evaluation dynamique de l’évolution des compartiments y compris lors du rétablissement de
l’alimentation normale. Le suivi des mesures nécessite le tracé des courbes évolutives pour
évaluer la pente d’élimination de la masse grasse et le maintien de la masse maigre : ceci n’est
pas négligeable pour fidéliser le patient, l’encourager et obtenir de lui l’observance du traitement.
Nous proposons quatre méthodes pour y parvenir. Nous les avons regroupé dans un concept logiciel
original (© A.B. 1997-2000) qui utilise un système électronique couplé par liaison radio à la balance. Il
évite la moindre perte de temps pendant la consultation.
1. Le visuel
Il s’agit d’une représentation graphique (© A.B. 1997-2000) des Z Scores pour chaque compartiment
corporel. Sur un tel schéma un sujet équilibré a tous ses points alignés dans la zone de normalité. La
surcharge en graisse apparaît immédiatement ainsi que l’état de la masse maigre. Nous donnerons un
certain nombre d’exemples d’interprétations. L’intérêt de ce diagramme est de permettre à la fois une
observation immédiate de l’état statique du patient et de permettre la discussion avec le patient
Ci dessous trois exemples permettent de comprendre les bases du concept que nous avons
défini et testé depuis cinq ans.
o Premier exemple : un sujet de poids normal a tous ses points alignés, on peut conclure qu’il
s’agit d’un sujet parfaitement équilibré. Notons toutefois que sa masse maigre très moyenne
montre qu’il ne s’agit pas d’un sujet très sportif.
o Deuxième exemple : ce sujet au poids élevé présente un BMI légèrement supérieur à 25 :
s’agit-il d’un patient qui installe un surpoids ? certainement non puisque sa masse grasse est
strictement normale. Par contre sa masse maigre élevée explique son poids. Il s’agissait d’un
patient très « physique », mais assez peu entraîné, c’est pourquoi sa masse grasse est moyenne.
Devant un tel profil il faut vérifier l’absence d’oedèmes qui pourrait expliquer une masse
maigre élevée. Il faut également vérifier le tour de taille pour traiter un éventuel début
d’obésité androïde toujours possible chez ce type de patient actif…et bon vivant !
o Troisième exemple : il s’agit d’un obèse typique. Notez que la masse grasse augmente
beaucoup plus vite que ne le laisse prévoir un surpoids plutôt modéré.
La masse maigre de ce patient est elle même un peu élevée, en raison de l’augmentation de la
masse musculaire qui accompagne la prise de poids et de la rétention d’eau (stase dans les
membres inférieurs, stase dans le tissu adipeux). Si la masse maigre devient aussi importante
que la masse grasse il faut rechercher une insuffisance veineuse voire une insuffisance
cardiaque ou rénale associée. En général pour 10 kg de surpoids il y a 2,5 kg de masse maigre
supplémentaire. Si la masse maigre est très basse, le sujet aura beaucoup de difficultés à
maintenir son poids après amaigrissement : il faudra alors associer un programme d’exercice
musculaire pour développer la masse musculaire.
VISUEL : sujet de poids élevé, mais sa
masse grasse est normale (2) et sa masse musculaire élevée (3).
Conclusion : Actif ou sportif, alimentation adaptée
POIDS en kg
X
IMC
(Index de masse corporelle)
X
MASSE MAIGRE kg
(Muscles, Viscères, os)
1
X
MASSE GRASSE kg
3
X
2
MASSE GRASSE %
X
X
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-8SD
X=sujet mesuré
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-6SD
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-4SD
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-2SD
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Moy
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+2SD
ECHELLE THEORIQUE
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+4SD
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+6SD
|
+8SD
Copyright A. Boulier 2000
DEPENSE ENERGETIQUE
de repos (kcal/24h)
2. Le Schéma masse grasse-tour de taille
Le dépôt de graisse abdominale annonce les risques cardio-vasculaires et métaboliques. Un poids
normal (BMI entre 20 et 25) et une masse grasse normale n’excluent pas une distribution androïde. Le
tour de taille est une mesure simple qui permet de faire ce diagnostic. Bien entendu le risque est
d’autant plus important si la masse grasse est élevée. Ceci incite à prendre en charge de façon énergique
même les faibles surpoids si la répartition est androïde. (ref 11)
3. Le schéma masse grasse-masse maigre
Ce schéma permet de faire une interprétation succincte de la composition corporelle et de différencier
les patients musclés ou sportifs des patients œdémateux. Il est également précieux pour dépister
objectivement les dénutritions.
4. Les courbes de suivi
Le tracé instantané des courbes évolutives est certainement l’aspect le plus important du suivi en
nutrition.
Le mode de représentation idéal est l’expression en pourcentage des valeurs initiales, il permet de tenir
compte de la taille très différente des compartiments.
L’expression en kilogrammes est moins sensible mais permet une discussion plus réaliste avec le
patient.
C’est la seule méthode qui permet de visualiser une perte trop rapide de la masse maigre.
LE CAS PARTICULIER DES ENFANTS ET DES SUJETS AGES:
•
•
•
Aux extrèmes de la vie (>75 ans, <12 ans)peu de méthodes sont fiables pour l’évaluation de l’état
nutritionnel et des problèmes spécifiques de métrologie apparaissent.
Chez l’enfant seules méthodes complètement non invasives sont acceptables, si bien que l’utilisation de
Rayons X, même à faibles doses (DEXA) peut poser des problèmes éthiques s’il s’agit d’enfant sains. Il
semble préférable dans ce cas d’utiliser la diffusion d’isotopes stables (deutérium, oxygène 18),
l’anthropométrie ou l’impédance classique puisqu’aucune machine DEXA n’est encore vraiment validée
pour la composition corporelle de l’enfant. La densitométrie en phase gazeuse (Bod-Pod) associée au
deutérium (4 compartiments) sera peut être prochainement la combinaison la plus acceptable pour la
recherche scientifique en pédiatrie. Le BMI (index de masse corporelle de Quetelet), quand à lui ne devrait
pas, selon les conseils de Quetelet lui même, être utilisé chez l’enfant (en consultation individuelle)
puisqu’il s’agit du rapport de deux valeurs qui peuvent évoluer de façon indépendante et imprévisible
pendant la croissance. Toutefois, son intérêt en épidémiologie reste entier pour décrire des populations.
Chez le sujet âgé, l’obésité peut coexister avec une dénutrition (fonte musculaire), une déminéralisation, et
des oedèmes important (insuffisance cardiaque, rénale, veineuse etc.) si bien que la plupart des méthodes de
mesures top simples sont prises en défaut. Il est absolument indispensable d’associer les mesures
indépendantes des secteurs hydriques (impédance, deutérium, brome) d’une part, de la masse minérale et de
la masse grasse (DEXA) d’autre part : c’est à dire d’utiliser un modèle à cinq compartiments pour espèrer
obtenir des résultats utilisables lors d’un suivi clinique individuel. La lourdeur technique et le coût des
examens sont malheureusement encore dissuasifs.
CONCLUSIONS :
Après de nombreuses années de maturation, les mesures de composition corporelle par impédance bioélectrique
sont enfin accessibles aux praticiens et à leurs patients. Ceci permet plus d’objectivité pour juger des méthodes
amaigrissantes et une meilleure prévention de l’obésité. L’expression graphique des résultats améliore
considérablement le « monitoring » de l’obèse et le dialogue médecin-patient. Le suivi des enfants et des
personnes âgées reste un problème difficile, mais les progrès techniques récents laissent espérer des progrès
rapides.
Références :
1- Garrow J. S, Garby L, Lammert O
Comparaison of estimates of fat-free mass in normal and obese women from measurements of body potassium,
body water and body density.
Eur. J. Clin Nutr, 44, 3, 213-7, 1990
2- Boulier A.
Détermination de la composition corporelle chez l'homme normal, l'obèse et le dénutri. Comparaison de
nouvelles techniques
Thèse de biologie humaine, Paris V, 1994
3- BOULIER A., FRICKER J., THOMASSET A.L., APFELBAUM M.
Fat-free mass estimation by the two electrod impedance method
Am. J. Clin. Nutr., 52, p581-5, 1990
4- BOULIER A., FRICKER J., THOMASSET A.L., APFELBAUM M.
The two electrod impedance method
Int. J. of Obesity, 14, 2, 64, 1990
5- ROSS B., LEGER L., BOULIER A.
Comparaison of tetra- and bipolar impedance to assess body composition.
Journal of Sports Sciences, 8, 159-194, 1990
6- BOULIER A., THOMASSET A.L., APFELBAUM M.
Bioelectrical-impedance measurement of body water
Am. J. Clin. Nutr., 55, 3 , p761-762, 1992
7- Deurenberg P, Weststrate JA, Hautvast J.
Changes in fat-free mass during weight loss measured by bioelectrical impedance and by densitometry.
Am J Clin Nutr 1989;49:33–6.
8- Alan C Utter,David C Nieman,Angela N Ward,and Diane E Butterworth
Use of the leg-to-leg bioelectrical impedance method in assessing body-composition change in obese women
Am. J. Clin Nutr1999;69:603–607.
9-.Nuñez C, Gallagher D, Visser M, Pi-Sunyer FX, Wang Z, Heyms-field SB.
Bioimpedance analysis: evaluation of leg-to-leg system based on pressure contact foot-pad electrodes.
Med Sci Sports Exerc 1997;29:524–31.
10- X. Xie, N. Kolthoff, O. Bärenholt and SP Nielsen.
Validation of a leg to leg bioimpedance analysis system in assessing body composition in post menopausal
women.
Int. J. Obesity, 1999, 23 :1079-1084
11- Desprès JP,
Obesity Research 1998 : 6(suppl