Méthodes de prédilection de la valeur d’un compartiment

ETUDE DE LA COMPOSITION CORPORELLE

La composition corporelle correspond à l’analyse du corps humain (ou animal) en compartiments. Ceux-ci ont un intérêt particulier en fonction de ladiscipline médicale considérée [4, 5, 46].
Par exemple, en médecine du sport, mesurer le poids ne suffit pas à comprendre comment améliorer la performance d’un segment de membreau cours d’un exercice spécifique. Déterminer la masse musculaire de ce segment est plus rationnel. De la même manière, au cours d’une stratégie de réduction pondérale chez un obèse, il peut être intéressant de vouloir cibler une perte de masse grasse et d’épargner la masse musculaire ou de certains organes. Dans ce cas, la mesure du poids ne suffit pas [4, 5, 6, 20].
De plus, le corps est constitué d’éléments de densité et de nature très différentes (graisses, os, protéines, eau, etc…). La proportion de chaque élément est remarquablement constante (pour un homme normal) [4, 41].

DEFINITION DES COMPARTIMENTS

L’étude de la composition corporelle fait appel à des modèles et des systèmes de représentation du corps humain [4, 13, 41].

Le modèle anatomique

Le modèle anatomique est plus ancien et sépare le corps en différents tissus (tissu musculaire, tissu adipeux, organes…). Le modèle anatomique est un modèle descriptif qui permet decomprendre l’organisation spatiale des différents constituants et leur niveau d’interconnexion. Les progrès del’imagerie médicale, avec la tomodensitométrie et la résonance magnétique nucléaire, ont renouvelé l’intérêt de ce modèle.
La référence à la notion de tissu permet certaines approches quantitatives. Ainsi pour un sujet (idéal de référence) : le muscle squelettique représente40% du poids corporel ; le tissu adipeux 20% ; la peau 7% ; le foie et le cerveau 2,5%, le cœur et les reins 0,5% [41].
Il y a une conception anatomique séparantles tissus dits maigres ou masse maigre (MM) du tissu adipeux parfois aussi appelé abusivement masse grasse (MG).
La masse maigre (MM) est composée principalement des muscles, des visières et des os.
La masse grasse (MG) des tissus où se trouvent les cellules de réserve des lipides : les adipocytes.
Classiquement, on dit que la masse maigre (MM) dépense de l’énergie mais pas lamasse grasse (MG). Cette vision est trop grossière dans la masse maigre (MM), certainstissus ne dépensent pas ou très peu d’énergie (tissu osseux) et dans la masse grasse (MG),les adipocytes sont des cellules, et à ce titre, elle dépense de l’énergie. Ainsi il estpréférable de limiter le terme masse grasse à la partiegraisseuse du tissu adipeux [4, 13].

Le modèle biochimique

Le modèle biochimique sépareles composantes de l’organisme en fonction de leurs propriétés chimiques : eau, lipides, (extraitspar les solvants organiques), protéines, glucides et minéraux. Ainsi l’azote corporel correspond presque uniquement aux protéines, le calcium et le phosphore à l’os, le carbone aux lipides, les glucides étant comparativement très peu abondants [41].
Le potassium est presque uniquement intracellulaire et le sodium extra-cellulaire [41].
Les données biochimiques directes sur la composition corporelle de l’organisme sont cependant très limitées. Elles reposent sur deux études effectuées sur quelques dizaines de cadavres. C’est de ces travaux qu’ont été observéesla densité moyenne de la masse grasse et de la masse maigre, l’hydratation moyennedu corps humain, paramètres qui ont servi de références à différentes méthodes d’étude de la composition corporelle. Le tissu maigre a une densité de 1,10g/cm à 36°C alors que le tissu gras à une densité de 0,90/cm3.

Les modèles physiologiques

Ces modèles permettent d’introduire la notion de compartiment ou de masse. Un compartiment regroupe des composants corporels fonctionnellement liés entre eux, indépendamment de leur localisation anatomique ou de leur nature chimique. En nutrition, les modèles physiologiques les plus utilisées sont : [3, 4, 20, 41].

Les modèles à deux compartiments

C’est le modèle le plus simple et le plus utilisé [1]. Il oppose la masse grasse et le reste, la masse non grasse abusivement nommée masse maigre.
■ La masse grassecorrespond aux triglycérides stockés dans les adipocytes, quelle que soit leur localisation anatomique ; ce compartiment est virtuellement dépourvu d’eau.
■ La masse maigrecorrespond à la somme de l’eau des os, des organes, en excluant la partie grasse. Lamasse maigre est essentiellement constituée d’eau. Le rapport entre l’eau et la masse maigre définit l’hydratation de la masse maigre.

Le modèle à trois compartiments

Ici la masse maigreest séparée en :
● masse cellulaire active(MCA) qui correspond à l’ensemble des cellules desdifférents organes et muscles.L’intensité du métabolisme decette masse détermine lesbesoins énergétiques de l’organisme. Cette masse constitue l’essentiel des protéines de l’organisme [4, 5, 13, 41] ;
● l’eau extracellulairequi correspond à l’ensemble des lipides interstitiels et au plasma. Elle constitue la masse liquidienne facilement inchangeable pour le fonctionnement normal de l’organisme. Elles s’ajoutent à l’eauintracellulaire pour constituer l’eau corporelle totale : VIC = VT – VEC [41].
●VIC : volume d’eau intracellulaire
●VT : volume d’eau totale
●VEC : volume d’eauextracellulaire
●Le troisième compartiment est la masse grasse.

Le modèle à quatre compartiments

Un compartiment supplémentaire est introduit dans la masse maigre, par rapport au modèle à trois compartiments :
●la masse minérale osseusequi correspond aux cristaux de phosphates tricalciques du squelette. Cettemasse constitue l’essentiel de la masse minéral de l’organisme sous forme de calcium [41].

METHODES DE MESURE DES COMPARTIMENTS

Il n’y a pas de méthode demesure directe des compartiments. Seule l’analyse anatomique (dissection) permettait d’obtenir la mise des compartiments. Toutes les méthodes sont donc des approches indirectes avec des niveaux d’agressivité, de précision et de simplicité de mise en œuvre variable. Du point de vue conceptuelle, il faut distinguer trois types de méthodes

Méthodes de quantification in vivode constituants spécifiques de l’organisme

Elle repose sur la modification d’un signal (en général un rayonnement) qui est interprétée grâce à un étalonnage préalable avec un composé connu. La limite est la capacité de recueillir la modification du signal utilisé (seuil de détection, variabilité..). Ces méthodes ne sont pas d’utilisation courante (activation neutronique, émission de potassium 40) [41].

Exemple d’activation neutronique

C’est une activation par un faisceau de neutron qui consiste à bombarder la masse corporelle avec des neutrons ; il en résulte une apparition d’isotopes radioactifs à vie courte. Ainsi, leur spectre d’activité est mesuré avec un compteur qui donne une estimation précise du carbone dans les graisses,les os et les protéines.
Cette méthode est une véritable dissection chimique in vivo en quatre compartiments : graisse, protéines, os minéral,composés divers (dont eau).
Exemple de comptage du potassium 40 [23, 41]
Le potassium 40 (40K) est un isotope radioactif présent de façon naturelle dans le corps est un isotope radioactif présent de façon naturelle dans le corps. Il a un taux strictement constant de 0,012 % du potassiumtotal (soit environ 0,49 mmoles pour un homme de 70 kg).
On mesure le potassium 40 à 99 % dans le secteur intracellulaire, puis le système est étalonné à partir de fantômes contenant du 40K. Cet étalonnage permet de calculer la masse cellulaire active (MCA) : MCA (kg) = K total (mmol) x 8,33

Méthodes d’estimation in vivo

Elles reposent à la fois sur une mesure corporelle (la densité ou le volume de l’eau total) sur la référence à un modèle de composition corporelle et sur l’acceptation d’une hypothèse [4, 5].

Méthodes de prédilection de la valeur d’un compartiment

A partir de mesures anthropométriques : plis cutanés, circonférences, poids, tailles ; ou électriques : ce sont les plus utilisées en clinique car les plus simples à mettre en œuvre [4, 5].
Au total, chaque méthode repose sur plusieurs hypothèses de travail qui en constituent les limites, autant sur les aspects technologiques que sur le coût. Nous n’envisagerons que les méthodes les plus utilisées :

TECHNIQUES DE MESURES

La mesure dela densité corporelle(méthodes d’estimation)

Dans le modèle à deux compartiments, si une densité fixe est attribuée à chaque compartiment (0,9 g/ml) pour la masse grasseet 1,1 g/ml pour la masse maigre), la proportion de chacun des compartiments peut être calculée à partir de la densité du corps entier. Celle-ci est le rapport masse sur volume D :

Estimation dela masse musculaire

Excrétion de la créatinine de la 3-méthylhistidine. La créatinine est un métabolite de la créatine, dont le débit urinaire des 24H reflète le pool total de créatine, situé à 98 % dans le muscle. La 3 méthylhistidine est un acide aminé présent dans les protéines myofibrillaires, qui n’est pas recyclé après protéolyse, et est excrété directement dans les urines. L’excrétion journalière est donc proportionnelle à la masse musculaire.
L’épaisseur des plis cutanés est déterminée. Leur sommeest introduite dans des équations prédictives, en fonction de l’âge et du sexe, afin d’estimer la densité corporelle[44].

DETERMINATION DE LA MASSE GRASSE PAR LA TECHNIQUE DES PLIS CUTANES

Le tissu graisseux périphérique (ou tissu adipeux ou masse grasse) est situé à la face profonde de la peau.
Il adoucit les saillies osseuses, atténue les heurts de l’écorché, arrondit les surfaces, provoque des fossettes, joue un rôle non négligeable selon son importance dans le changement d’aspect et du volume du corps humain [44].
Le pannicule adipeux n’est pas uniformément réparti, il varie selon les régions du corps, d’un individu à l’autre, d’un sexe à l’autre. Il diminue de la racine vers l’extrémité des membres [4, 13].
Elle est généralement supérieure chez les femmes que chez les hommes, mais ce n’est pas une obligation (notamment chez les sportives qui en ont plutôt moins que des hommes sédentaires). Plus encore que la quantité, c’est leur distribution qui importe. Chez la femme, la graisse est surtout présente sur les fesses et les cuisses (répartition dite gynoïde),chez les hommes, elle réside principalement dans le tronc (répartition dite androïde). Ceci est important sur le plan énergétique car les réserves énergétiques de la graisse gynoïde sont moins facilement utilisables que celles de l’abdomen.
Ainsi, plus les hommes, les femmes portent, sans pouvoir l’utiliser pendant l’effort, leur graisse [13].
Les localisations courantes sont : la fesse,le flanc, la région péritrochantérienne, l’abdomen, la nuque, la racinedu bras face postérieure [13, 44].

PAR BIO-IMPEDANCEMETRIE

Cette technique calcule le taux de masse grasse en mesurant la vitesse à laquelle se déplace l’électricité dans les tissus, sachant que les tissus offrent une résistance différente au passage du courant en fonction de leur composition.
Autrement, elle calcule le taux de masse grasse par la mesurede la conduction électrique des tissus, sachant que les tissus constituant la masse maigre contiennent laquasi-totalité de l’eau et conduisent donc mieux l’électricité.
Cette technique n’apparaît pas très fiable du fait d’un certain nombre de facteurs qui faussent la mesure :
●qualité des électrodes ;
●hygrométrie de la pièce : résistivité différente des tissus de chaque individu en fonction de l’heure, de la saison, des maladies, des médicaments ingérés, etc..
En fait deux points montrent les limites de cette méthode.
Si le fait d’indiquer au préalable à l’appareil,le sexe et l’âge dela personne permet d’établir des limites de valeur etde garantir le résultat dans une fourchette crédible, il fait par contre grandement douter de laprécision d’une telle information…
Si un sujet mesure son taux de gras par bio-impédancemétrie avant de pratiquer une activité physique grande consommatrice de glycogène et doncl’eau, voire de faire un sauna, la mesure réalisée après l’exercice sera différente de la mesure initiale dans uneproportion inacceptable physiologiquement. Siun individu voit son taux de masse grasse varier de 2 % après 40 mn de Squash, il est évident que la mesure est fausse.

Modalité des mesures de plis cutanés

La procédure à suivre pour mesurer l’épaisseur d’un pli cutané consiste à saisir fermement un pli cutané entre lepouce et l’index, en prenant soin d’inclure le tissu souscutané et d’exclure le tissu musculaire sous-jacent.
Les mâchoires de la pince doivent exercer une tension constante de 10 g/mm 2 (10 KPa) aux points de contact avec la peau.
On fait ensuite une lecture de l’épaisseur de la double couche de peauet de tissu souscutané sur le cadran de la pince. On enregistre la lecture en millimètres dans les deux secondes qui suivent l’application complète de la tension de la pince ; toutes les mesures sont prises du côté droit de l’individu en position verticale. Il faut faire un minimum de deux à trois mesures à chaque endroit etutiliser la moyennede ces mesures.
Il est important de faire contracter les muscles sous-jacents pour ne prendre que le tissu adipeux dans la pince.
La somme des plis cutanés indiquera la variation adipeuse :
●attendre 5 secondes avant de lire la pince ;
●pratiquer 3 lectures et faire la moyennedes mesures, pour réduire le pourcentage d’imprécision et d’erreur due à une manipulation inhabituelle ;
●toujours, afin de réduire les imprécisions, les mesures sont transformées en indices dans une table.

Analyse des mesures d’épaisseur des plis cutanés

Les plis cutanés peuvent être utilisés de deux façons :
●la première consiste à additionner les différentes mesures et à utiliser la somme comme indice relatif d’adiposité qu’il suffit de suivre pour constater un amaigrissement ;
●équations de calcul de la masse grasse.
Les équations dépendent en grande partie de facteurs spécifiques au patient comme l’âge, la race, le sexe… De ce fait, la mesuredes plis cutanés présente une marge d’erreurs de 3 à 5 % par rapport à la mesure de la densité corporelle.
D’autre part, les erreurs dues à une mauvaise manipulation de la pince à pli cutané peuvent dépasser les 200 % et l’expérience de la manipulation de la pince à plis cutanés est très importante.
Ces équations sont souvent utiles pour donner un ordre de grandeur à l’adiposité des sujets d’un groupe.
L’utilisateur désireux d’utiliser cette méthode et soucieux d’obtenir des résultats corrects, devra réaliser de nombreuses mesures afin qu’il réussisse à reproduire sa mesurechez le même sujet.

DISCUSSION

Cette étude a permis de comparer les valeurs de masse grasse de deux populations de jeunes sénégalais :
●une population sédentaire, c’est-à-dire ne pratiquant pas de sport
●et une population active pratiquant du sport, le football.
La sédentarité est considérée comme un déterminant important de la prise de poids [9, 34]. Cette prise de poids engendre une obésité, facteur de risque cardiovasculaire.
Dans ce domaine, il est important de distinguer les notions d’activité, d’inactivité physique et de sédentarité.
Il existe une définition bien établiede l’activité physique habituelle :
« tout mouvement corporel produit par la contraction des muscles squelettiques qui entraîne une augmentation substantielle de la dépense d’énergie au-dessus de la valeur de repos » [8, 22, 24, 34].
A la différence de l’activité physique, nous avons défini l’inactivité physique et la sédentarité.
Sédentarité vient du latin sederequi signifie être « assis » [9, 34].
L’inactivité physique est alors trèssouvent évaluée par l’absence d’activité physique de loisirs déclarée [17, 34].
Un autre indicateur proposé correspond à une faible proportion (inférieure à 10 %) de la dépense énergétique journalière due à la pratique d’activités d’intensité faible [30, 32, 34]. La pratique d’activité physique, d’intensité modérée à élevée, consomme plus de 10 % de la dépense énergétique journalière.
La population sédentaire, c’est-à-dire les étudiants, ont un pourcentage de masse grasse plus importante que la population sportive (tableau X).
Ainsi, les footballeurs âgés de 19 à 36 ans ont un pourcentage de masse grasse (5,81 %) et ceux de 16 à 19 ans, un pourcentage de masse grasse (8,07 %), beaucoup plus faible que la population sédentaire (9,53 %).
Le pourcentage de masse grasse varie selon les individus et l’âge ; ainsi, les sportifs en ont plutôt moins que la population sédentaire.
La masse grasse excessive diminuela performance dans les activités sportives. C’est le cas en sprint, dans les sports d’endurance, dans les activités comportant des équilibres, des acrobaties, ou des sauts.
La plus faible proportion de pourcentage de MG chez les sportifs contribue à la supériorité des sportifs sur les non sportifs au moment des épreuves physiques.
Cependant, certaines disciplines composent mieux avec le pourcentage de masse grasse. Ainsi, les haltérophiles, les tireurs, les lanceurs, car la statique corporelle peuvent améliorer leurs performances si la distribution de a masse grasse est convenable [41].
Ceci est expliqué par la diminution de leur centre de gravité qui les incite à augmenter leur pourcentage de masse grasse.
Il apparaît aussi au vu de cette étude, que le pourcentage de masse grasse varie en fonction de l’âge et des périodes de l’entraînement pendant lesquelles les mesures ont été faites.
Ainsi, les footballeurs âgés de 19 à 36 ans ont un pourcentage de masse grasse beaucoup plus faible que les footballeurs de 16 à 19 ans.
Ceci montre que le pourcentage de masse grasse décroît selon la durée et l’intensité de l’entraînement. Les études faites par SEGUY D.montrent que le pourcentage de masse grassechez le nouveau-né est de 14 %, puis augmente à 6 mois et devient égale à 25 % puis diminue avec l’apprentissage de la marche et enfin, augmente avec l’âge [41].
Une autre étude récente faite par M.L. FRELUT [24] permet le constat suivant : « les enfants nés à terme ont un pourcentage de masse grasse d’environ 13 à 15 % du poids corporel. Lamajeure partie est déposée au coursdu dernier trimestre de la grossesse. Le pic de 25 à 26 % est ensuite atteint entre 5 et 6 mois, dans les deux sexes. A 18 mois, il a décru jusqu’à 21-22 %.
A 5 ans, le taux est d’environ 12 % à 16 % ; puis survient une augmentation prépubertaire. Ce « rebond d’adiposité » décrit par ROLLAND-CACHERA [38]est due à une diminution de l’entraînement.
Comme le rôle physiologique de la masse grasse est essentiellement d’assurer les réserves énergétiques de l’organisme,il convient de définir clairement la notion d’excès de masse grasse.

Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE: RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
I – ETUDE DE LA COMPOSITION CORPORELLE
I.1. – DEFINITION DES COMPARTIMENTS
I.1.1. – Le modèle anatomique
I.1.2. – Le modèle biochimique
I.1.3. – Les modèles physiologiques
I.1.3.1. – Les modèles à deux compartiments
I.1.3.2. – Le modèleà trois compartiments
I.1.3.3. – Le modèleà quatre compartiments
I.2. – METHODES DE MESUREDES COMPARTIMENTS
I.2.1. – Méthodes de quantification invivo de constituants spécifiques de l’organisme
I.2.2. – Méthodes d’estimation in vivo
I.2.3. – Méthodes de prédilection de la valeur d’un compartiment
I.3. – LES TECHNIQUESDE MESURES
I.3.1. – La mesure de la densité corporelle
I.3.2. – La mesure de l’eau totale (méthode d’estimation)
I.3.3. – La mesure anthropométrique
I.3.3.1. – L’indice de masse corporelle (MC)
I.3.3.2. – Estimation de la masse musculaire
II – DETERMINATION DE LA MASSE GRASSE PAR LA TECHNIQUE DES PLIS CUTANES
II.1. – PAR BIO-IMPEDANCEMETRIE
II.2. – PAR HYDRODENSITOMETRIE
II.3.2. – Modalité des mesures de plis cutanés
II.3.3. – Analyse des mesures d’épaisseur des plis cutanés
DEUXIEME PARTIE: TRAVAIL PERSONNEL
MATERIEL ET METHODES
I – CADRE D’ETUDE
II – POPULATION ETUDIEE
II.1. – LE GROUPE D’ETUDIANTS (SEDENTAIRES)
II.2. – LE GROUPE SPORTIF
III – PROTOCOLE EXPERIMENTAL
IV – PERIODE D’ETUDE
RESULTATS
I – RESULTATS GLOBAUX
II – VALEURS DU POURCENTAGE MASSE GRASSE
III – ESTIMATION DE LA MASSE ADIPEUSE (MA) ET DE LA MASSEMAIGRE (MM) PAR LE CALCUL
DISCUSSION
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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