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Les méthodes de mesure de la composition corporelle
La mesure de la composition corporelle n’est pas facile et fait appel à des méthodes indirectes qui utilisent des équations de prédiction établies à partir de méthodes directes, souvent de référence. Plusieurs méthodes ont été développées au cours des dernières décennies (Forbes et al., 1987 ; Lukaski et al., 1987 ; Deurenberg et al., 1992 ; Elia & Ward 1999) et parmi elles, des méthodes de laboratoire qui sont généralement lourdes ou invasives et des méthodes de terrain plus simples à mettre en œuvre.
Les méthodes de laboratoire
Les méthodes de laboratoire sont en général les méthodes de référence. Elles donnent des résultats plus directs et plus précis. Mais elles sont généralement coûteuses et nécessitent souvent une installation et un équipement assez lourds, inadaptés à des études épidémiologiques, surtout dans le contexte africain. Parmi elles, on peut citer la densitométrie, le comptage du potassium 40, l’absorption biphotonique, la résonance magnétique nucléaire, l’activation neutronique, la dilution isotopique, la tomodensitométrie et l’interactance infrarouge. Actuellement, nous disposons de deux méthodes de référence au Sénégal : la densitométrie par déplacement d’air à l’Unité de Recherche 106 de l’IRD à Dakar et la dilution isotopique au laboratoire de nutrition à l’Université de Dakar.
La densitométrie
C’est une méthode de référence qui se base sur le modèle à deux compartiments. C’est à dire que l’organisme est considéré comme formé de deux compartiments distincts : la masse grasse et la masse maigre. D’après cette méthode, chacun de ces compartiments peut être déterminé en mesurant la densité du corps. Elle repose sur un certain nombre d’hypothèses :
– la composition chimique de la masse maigre est relativement constante ;
– la densité de la masse maigre est différente de celle de la masse grasse et est constante.
La technique la plus utilisée est la densitométrie par pesée sous l’eau (Going, 1996) qui consiste à mesurer le volume corporel selon le principe d’Archimède pour en calculer la densité. C’est le « gold standard » dans le modèle à 2 compartiments mais elle nécessite une immersion du sujet ce qui n’est pas toujours évident, et restreint son utilisation aux seuls sujets capables d’accepter cette contrainte.
Récemment, une nouvelle technique, la densitométrie par déplacement d’air a été mise au point (Dempster et al., 1995 ; Mac Crory et al., 1995 ; Fields et al., 2002). Elle permet également de mesurer avec exactitude la densité corporelle. Elle est non invasive, acceptable pour le sujet et validée par rapport à la densitométrie par pesée sous l’eau (Fields et al., 2000 ; Yee et al, 2001; Demerath et al, 2002). Cette méthode qui utilise un appareil appelé BodPod (voir en annexe) consiste à mesurer le volume du sujet correspondant au volume d’air déplacé. Ce volume est obtenu en retranchant le volume d’air restant dans l’appareil lorsque le sujet est à l’intérieur du volume à vide. Le volume d’air dans la chambre est mesuré en appliquant la loi des gaz parfaits P1/P2=V2/V1 dans les conditions iso thermiques. Ce volume corporel est corrigé par 40 % du volume pulmonaire mesuré ou prédit (Mac Crory et al., 1998). A partir de ce volume corrigé et du poids corporel, l’appareil donne la densité corporelle et la composition corporelle grâce à des équations incorporées. L’UR 106 de l’IRD à Dakar dispose de cet appareil et des études récentes (Gartner et al., 2003; 2004a ; 2004b) ont prouvé sa facilité d’utilisation chez les africaines.
Le comptage du potassium 40
Le potassium est essentiellement un ion intracellulaire et est absent dans les triglycérides de réserve de l’organisme. De plus, l’isotope radioactif K40 qui émet des radiations gamma est présent dans l’organisme à un taux naturel bien connu (0,012 %). La mesure du potassium total déduite de la détermination de l’isotope K40 dans un compteur à taille humaine, permet donc d’obtenir indirectement la masse maigre chez l’Homme. Cette méthode introduit par Forbes (1963) dans les années 60 est totalement non invasive mais nécessite une installation et un équipement assez lourds.
L’absorption biphotonique (DEXA)
Elle consiste à effectuer un balayage de l’ensemble du corps avec un faisceau très fin de rayons X à deux niveaux d’énergie (Peppler & Mazess, 1981). Ce faisceau, en traversant le corps du sujet, va subir une atténuation qui va dépendre de la composition de la matière traversée. Elle permet d’estimer 3 compartiments, la masse calcique, la masse maigre et la masse grasse de façon très précise. Cependant, l’inconvénient majeur de cette méthode est son coût élevé.
La résonance magnétique nucléaire (RMN)
Elle est basée sur l’étude de la résonance des protons soumis d’une part, à un champ magnétique intense et, d’autre part, à un ou plusieurs trains d’ondes électromagnétiques transversales réglés à une fréquence caractéristique. Il est possible avec cette méthode de détecter électivement les radicaux méthyles de la graisse et d’étudier uniquement ce composant corporel (Sobol et al., 1991). C’est une méthode qui permet donc de mesurer la graisse de façon précise mais elle est très coûteuse et les mesures sont très longues (1h). De plus, l’exploitation des données est assez lourde.
L’activation neutronique
C’est une technique qui permet d’obtenir in vivo la composition corporelle en plusieurs éléments (sodium, chlorure, phosphate…) (Cohn et al., 1984 ; Cohn, 1991). Le système d’activation neutronique envoie un faisceau modéré de neutrons à une vitesse rapide sur le sujet. Les atomes des éléments ciblés captent ces neutrons et atteignent un état instable. L’atome qui est dans cet état instable va retourner à l’état stable en émettant un ou plusieurs rayons gamma à des niveaux d’énergie caractéristiques. Le rayonnement provenant du corps peut être déterminé en enregistrant le spectre de radioactivité des émissions. Le niveau d’activité caractérise l’élément et l’activité son abondance. Elle permet d’estimer la masse grasse en utilisant le modèle à 4 compartiments grâce à la détermination du calcium et de l’azote. Outre son coût élevé, cette méthode nécessite un technicien qualifié et soumet le sujet à des radiations ionisantes.
La dilution isotopique
Elle permet de mesurer précisément l’espace de dilution du deutérium ou de l’oxygène 18 (Schoeller, 1980) à partir duquel on déduit l’eau corporelle totale puis les autres compartiments corporels. Elle se base sur l’absence d’eau dans les triglycérides de réserve. Les isotopes stables, deutérium ou oxygène, sont utilisés comme traceur pour estimer l’eau corporelle totale (Schoeller, 1980). Une dose connue du traceur est prise par le sujet, puis des prélèvements de plasma, salive ou urine sont effectués à des moments précis après administration de la dose. La mesure du traceur peut être appréciée soit par spectrométrie de masse, soit par spectrométrie infrarouge à transformé de Fourrier (Lukaski & Johnson 1985 ; Khaled et al., 1987 ; Jennings et al., 1999). Pour calculer l’eau corporelle totale on utilise l’équation: C1V1=C2V2. C1 et V1 représentent la concentration en isotope et le volume de la dose donnée ; C2 et V2 la concentration dans l’organisme après équilibration et le volume de l’eau corporelle totale. Connaissant la quantité d’eau corporelle, on peut calculer la masse maigre. Cette méthode a été récemment utilisée chez des femmes sénégalaises (Cissé et al., 2002a ; 2002b).
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Table des matières
Partie 1 : Introduction générale
Ι. Introduction
ΙΙ. Composition corporelle
ΙΙ.1. Les compartiments
ΙΙ.1.1. La masse grasse
ΙΙ.1.2. La masse maigre
ΙΙ.2. Les méthodes de mesure de la composition corporelle
ΙΙ.2.1. Les méthodes de laboratoire
ΙΙ.2.1.1. La densitométrie
ΙΙ.2.1.2. Le comptage du potassium 40
ΙΙ.2.1.3. L’absorption biphotonique (DEXA)
ΙΙ.2.1.4. La résonance magnétique nucléaire (RMN)
ΙΙ.2.1.5. L’activation neutronique
ΙΙ.2.1.6. La dilution isotopique
ΙΙ.2.1.7. La tomodensitométrie
ΙΙ.2.1.8. L’interactance infrarouge
ΙΙ.2.2. Les méthodes de terrain
ΙΙ.2.2.1. L’anthropométrie
ΙΙ.2.2.2. L’impédancemétrie
ΙΙ.3. Variations raciales de la composition corporelle
ΙΙΙ. Objectifs de l’étude
Partie 2 : Etudes méthodologiques
Ι. Introduction
ΙΙ. Sujets et méthodes
ΙΙ.1. Sujets
ΙΙ 2. Méthodes
ΙΙ.2.1. Mesures anthropométriques
ΙΙ.2.1.1. L’âge
ΙΙ.2.1.2. La taille
ΙΙ.2.1.3. Le poids
ΙΙ.2.1.4. L’épaisseur des plis cutanés
ΙΙ.2.1.5. Les périmètres
ΙΙ.2.1.6. Les indices anthropométriques
ΙΙ.2.2. Impédancemétrie
ΙΙ.2.2.1. Impédancemétrie corps totale
a. Le placement des électrodes
b. La prise et l’enregistrement des mesures
c. Estimation de l’eau corporelle totale
ΙΙ.2.2.2. Impédancemétrie partielle
a. Pied-à-pied
b. Main-à-main
ΙΙ.2.3. Densitométrie à déplacement d’air
ΙΙ.2.3.1. L’appareil
ΙΙ.2.3.2. La mesure
a. Mesure du poids corporel
b. Mesure du volume corporel
c. Mesure du volume pulmonaire
d. Estimation des compartiments corporels
ΙΙ.2.4. Dilution isotopique
ΙΙ.2.4.1. Administration du deutérium, prélèvement, traitement des échantillons
ΙΙ.2.4.2. Dosage du deutérium par le spectrophotomètre Infrarouge à Transformée de Fourier
a. Appareil
b. Analyse des échantillons de salive au FTIR
c. Calcul de l’eau corporelle totale
ΙΙ.2.5. Analyse statistique des données
ΙΙ.2.5.1. Qualité des mesures
ΙΙ.2.5.2. Estimation des compartiments corporels et comparaison des méthodes
ΙΙ.2.5.3. Etablissement d’équations de prédiction et validation croisée
ΙΙ.2.6. Répartition des sujets en fonction des méthodes et axes de travail
ΙΙΙ. Résultats
ΙΙΙ.1. Qualité des mesures
ΙΙΙ.1.1. Etude de répétabilité
ΙΙΙ.1.2. Comparaison des deux approches de la mesure du volume pulmonaire effet sur la mesure des compartiments corporels
ΙΙΙ.1.3. Qualité des mesures au FTIR
ΙΙΙ.2. Comparaison de méthodes
ΙΙΙ.2.1. Comparaison de l’eau corporelle totale estimée par la Dilution isotopique et l’Impédancemétrie corps total
ΙΙΙ 2.2. Comparaison de la densité, du pourcentage de masse grasse et de la masse maigre estimés par la Densitométrie et l’Epaisseur des plis
ΙΙΙ.2.3. Comparaison du pourcentage de masse grasse et de la masse maigre estimés par la Densitométrie et les Impédancemétries partielles
ΙΙΙ.3. Etablissement des équations de prédiction du pourcentage de masse grasse et de la masse maigre pour les Impédancemétries partielles Main-à-main et Pied-à-pied
ΙΙΙ.4. Combinaison des deux méthodes d’Impédancemétrie partielle
ΙV. Discussion
ΙV.1. Qualité des mesures
ΙV.2. Dilution isotopique-Impédancemétrie totale
ΙV.3. Densitométrie-Epaisseur des plis cutanés
ΙV.4. Densitométrie-Impédancemétrie partielle
ΙV.5. Etablissement d’équations et combinaison des méthodes
V. Conclusion
Partie 3 : Etudes épidémiologiques
Ι. Introduction
ΙΙ. Etude épidémiologique en milieu rural
ΙΙ.1. Cadre de l’étude
ΙΙ.2. Echantillon des femmes de Sédhiou
ΙΙ.2.1. Taille de l’échantillon
ΙΙ.2.2. Type de sondage
ΙΙ.3. Déroulement de l’enquête
ΙΙΙ. Etude épidémiologique en milieu urbain
ΙΙΙ.1. Cadre de l’étude
ΙΙΙ.2. Echantillon des femmes de Pikine
ΙΙΙ.3. Déroulement de l’enquête
ΙV. Difficultés rencontrées
V. Mesures effectuées et analyses statistiques des données
VΙ. Résultats
VΙΙ. Discussion
VΙΙΙ. Conclusion
Partie 4 : Conclusion générale
