APROXIMACIONES ANTROPOMETRICAS A LA ESTIMACION DE LA MASA MUSCULAR ESQUELETICA DEL SER HUMANO

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Introducción
El término composición corporal implica el fraccionamiento del peso total del cuerpo en los constituyentes que lo conforman para su posterior cuantificación y análisis en función de aspectos relacionados con la salud, el rendimiento deportivo, la ergonomía, la nutrición y otras disciplinas. La naturaleza de los componentes obtenidos al estudiar la composición corporal depende del modelo de descomposición escogido, a saber: el anatómico (hueso, músculo, piel, tejido adiposo y vísceras) o el químico [grasa y masa libre de grasa (agua, proteínas y minerales)].¹
El interés en el estudio de la composición del organismo humano data de varios siglos atrás; sin embargo, no fue hasta después de la II Guerra Mundial que recibió un significativo impulso en el orden investigativo,² apoyado en los espectaculares avances tecnológicos y motivado por los efectos deletéreos de la obesidad y la acumulación del tejido adiposo a nivel abdominal (obesidad andrógena) para la salud del ser humano.³
Se establecieron cinco niveles para el estudio de la composición del organismo, los cuales, siguiendo un orden de complejidad creciente, se organizan en: i) nivel atómico, ii) nivel molecular, iii) nivel celular, iv) nivel tisular y v) nivel corporal total.⁴ La masa muscular esquelética (MM) se enmarca en el nivel tisular, al cual se accede directamente por disección anatómica.
Quizá la más exhaustiva demarcación de MM haya quedado definida a partir de The Brussels Cadaver Analysis Studies (Estudios de Cadáveres en Bruselas), realizados entre 1979 y 1991,⁵ donde se establece que la MM comprende “todo el músculo esquelético del cuerpo, incluyendo tejido conectivo, ligamentos, nervios, vasos sanguíneos y sangre coagulada y una cantidad indeterminada de tejido adiposo no separable físicamente del músculo”.⁶
Aunque los estudios de la composición corporal se centraron esencialmente en la determinación de la grasa del cuerpo, la MM cobró creciente interés debido a su relación con múltiples aspectos de la salud humana, entre los que se cuentan: las reservas proteicas del organismo, las capacidades funcionales y de regulación térmica y la competencia inmunitaria.^7-9 Ello propició el desarrollo y la aplicación de diferentes métodos para estimar la MM. Dichos métodos se incluyen en un amplio diapasón que oscila entre los procedimientos más sencillos, como la antropometría, hasta las más avanzadas técnicas imagenológicas, como la tomografía axial computada, la resonancia magnética nuclear y el ultrasonido.^10-12
El presente artículo pretende abordar los métodos actualmente existentes para estimar la MM a partir del enfoque antropométrico, cuyo bajo costo, inocuidad, sencillez y aceptable confiabilidad constituyen aun la alternativa de elección en los grandes estudios poblacionales y de campo, así como en aquellas regiones donde no se cuenta con los medios técnicos necesarios para implementar otros procedimientos de mayor exactitud y precisión.
Consecuencias sanitarias de la pérdida de MM
Históricamente, se aceptó que el tejido muscular es el más abundante en el organismo humano y representa alrededor del 40% del peso total del cuerpo en el varón adulto y del 30% en la mujer.¹³ Sin embargo, los datos obtenidos por disección anatómica de cuerpos humanos en The Brussels Cadaver Analysis Studies⁵ sugieren valores superiores, por lo que es probable que durante mucho tiempo se haya subestimado el peso de los músculos esqueléticos y la proporción que ellos representan de la masa corporal total.
Con independencia de lo que se considere como valores normales de MM en el sujeto sano, desde hace varias décadas se están acumulando evidencias sobre los efectos adversos que acarrea para la salud la pérdida de tejido muscular.^14-16
Dado que la MM constituye el principal reservorio de proteínas del organismo¹⁷ y es la responsable de la mayor parte de la tasa metabólica basal,¹⁸ su disminución ocasiona serios trastornos, hasta el punto que la disminución rápida y espectacular (caquexia) asociada con afecciones como la insuficiencia cardíaca,¹⁹ el cáncer,²⁰ la sepsis²¹ y la insuficiencia renal crónica,²² entre otras, se asocia con un pronóstico sombrío de supervivencia.
Un fenómeno más sutil, aunque no menos trascendental en el orden sanitario, lo constituye la sarcopenia, término que se define como la pérdida de MM y fuerza asociada con el envejecimiento y que gravita sustancialmente en la esperanza y calidad de vida del anciano y los gastos por concepto de atención sanitaria a esta población que tiende a incrementarse en la sociedad moderna.²³
Se aprecia una estrecha relación entre la sarcopenia y el empeoramiento de la capacidad física e independencia funcional,^24,25 así como un aumento del riesgo de caídas en el anciano.²⁶ La disminución de la MM también se asocia con trastornos en la capacidad de regulación térmica del organismo⁸ y la competencia inmunitaria,⁹ lo que hace a las personas de edad avanzada más vulnerables a las variaciones bruscas medioambientales y a las enfermedades infectocontagiosas y el cáncer, respectivamente.
La estimación y evaluación sistemática de la masa muscular también resulta de interés en las lesiones de la médula espinal,²⁷ las enfermedades neuromusculares²⁸ y en el seguimiento de los pacientes sometidos a entrenamiento físico con fines de rehabilitación^29,30y tratamiento hormonal.^31,32
Métodos para estimar la MM
La tabla 1 resume los métodos existentes para estimar la MM. Estas técnicas se subdividen en dos grupos, a saber: técnicas in vitro y técnicas in vivo y varían grandemente en cuanto a: costo, inocuidad, confiabilidad y disponibilidad general. Por lo regular los métodos más exactos son también los más costosos y exigen equipos enclavados en sitios fijos, así como personal altamente calificado. También requieren más tiempo para obtener los datos. Ello limita sensiblemente su aplicabilidad en grades estudios poblacionales y de campo, especialmente en aquellas instituciones y países con menores recursos económicos y financieros.

En contraste, el método antropométrico, aunque de menor exactitud, ofrece una alternativa promisoria de elección, debido a su bajo costo, carácter no invasivo, portabilidad de los instrumentos, sencillez y razonable confiabilidad.
A continuación de describen en detalle las aproximaciones antropométricas existentes para estimar el grado de muscularidad del ser humano.
Métodos antropométricos para estimar la MM
Areas musculares (AM) de los segmentos corporales
Se han propuesto varios modelos matemáticos para estimar el AM de determinadas regiones del cuerpo (tabla 2),^33-36 bajo el supuesto de que a ese nivel la antropometría representa ese grupo muscular y que éste a su vez se relaciona estrechamente con la MM total.

Históricamente, el sitio más utilizado es el punto medio del brazo o región mesobraquial, mientras que las mediciones en las extremidades inferiores se emplearon sólo ocasionalmente, a pesar de que se reconoce que aproximadamente el 55% de toda la MM se localiza en las piernas, especialmente en los muslos. El AM de los diferentes segmentos del cuerpo permite calcular la calidad muscular o tensión específica, definida como la fuerza por unidad de masa muscular,³⁷ la cual constituye un mejor indicador de la función muscular que la fuerza expresada en términos absolutos.
De todos los modelos antropométricos de AM propuestos el más utilizado es el desarrollado por Gurney y Jelliffe,³³ cuyo basamento teórico se sustenta en tres asunciones fundamentales:³⁸
1. El anillo de grasa que rodea el músculo tiene un grosor homogéneo en toda su extensión circular.
2. Los cortes transversales –tanto del segmento donde se efectúa la medición como del compartimiento muscular– son circulares y concéntricos.
3. El hueso incluido en la medición se comporta de forma similar al músculo y al tejido adiposo durante el crecimiento y la desnutrición.
Estas asunciones resultaron inconsistentes, por lo que las AM estimadas suelen diferir sustancialmente de las obtenidas por métodos más exactos como la tomografía axial computada. Tal apreciación fue hecha hace ya algún tiempo en la región braquial³⁸ y se corroboró más recientemente a nivel del muslo y la pantorrilla.^39-41 En tal sentido, He y col.⁴² proponen un modelo elíptico para la estimación del área visceral, el cual resultó superior al modelo circular cuando se aplicó al tejido adiposo del abdomen. Otros estudios deben demostrar la superioridad del mismo en la estimación del AM apendicular.
Componente mesomórfico del somatotipo antropométrico de Heath y Carter
El somatotipo antropométrico es la expresión o descripción cuantificada de la conformación morfológica de una persona^43,44y consta de tres componentes que definen aspectos particulares de la estructura corporal humana. Estos se expresan numéricamente en una escala continua que comienza en 0 y teóricamente no posee límite superior.
Los tres componentes del somatotipo antropométrico, a saber: endomorfia, mesomorfia y ectomorfia, deben su nombre a las capas de desarrollo embrionario (endodermo, mesodermo y ectodermo, respectivamente) que dan origen a los diferentes tipos de tejidos durante la vida intrauterina.
Específicamente, el componente mesomórfico representa el desarrollo muscular y esquelético o el grado de robustez aparente del cuerpo en términos de músculo y hueso.⁴³
Las principales limitaciones de la mesomorfia como índice de MM radican en que es independiente del tamaño corporal y por tanto no refleja los cambios absolutos en la muscularidad. También posee la desventaja de que en ella están incluidas las mediciones esqueléticas, por lo que no es un indicador exclusivo de MM.
Existen dos métodos para calcular el componente mesomórfico (tabla 3). El primero de ellos corresponde al método “clásico” desarrollado por Heath y Carter, el cual puede obtenerse por un complejo procedimiento tabular o por la ecuación de regresión ofrecida en la tabla 3. El segundo método fue propuesto más recientemente por Rempel (véase referencia 6) y está basado también en un método analítico que facilita el proceso de cálculo y ofrece la posibilidad de desarrollar programas de computación.

Indices de relación peso-talla
El peso y la estatura se combinan en muchos índices todos los cuales intentan normalizar el peso para una medida de tamaño corporal, en este caso la talla, obteniéndose así una aproximación al exceso o al déficit de masa corporal para la talla. A través de estas dimensiones antropométricas, que de hecho son las más difundidas y populares, también se puede estimar la superficie corporal (m²). Las relaciones peso-talla más conocidas son: peso/talla, peso/talla², peso/talla³, peso^0,33/talla, talla/peso^0,33, peso^1,2/talla^3,3y peso/talla^1,5. De todas ellas el índice de masa corporal (IMC = peso/talla², kg/m²) o índice de Quetelet recibió la mayor atención en la evaluación del sobrepeso y la desnutrición, aunque también se lo emplea como indicador de MM.
Roche⁴⁵ publicó una excelente revisión en la que hace alusión a los trabajos que, basados en el IMC, intentan relacionar la sarcopenia con el deterioro de la expectativa de vida. Sin embargo, el IMC no es la relación peso-estatura más adecuada como indicador de muscularidad debido a su pobre correlación con la talla, aspecto que si bien le confiere una reconocida ventaja sobre sus homólogos como índice de adiposidad, afecta su valor como estimador de la MM. Ello se sustenta en la perspectiva dimensional que considera la MM como un cilindro, cuyo volumen está determinado tanto por su diámetro (circunferencias musculares) como por su altura (talla). Por tanto, un índice basado exclusivamente en peso y estatura debe estar fuertemente correlacionado no sólo con el primero, sino también con la segunda.⁴⁶ De ahí que la superficie corporal constituya en los hombres un mejor indicador de MM que el IMC.
En un estudio posterior, Fernández Vieitez⁴⁷ notó que estos hallazgos obtenidos en el sexo masculino no se manifiestan en las mujeres y que tal vez la perspectiva dimensional antes aludida se vea oscurecida por el mayor cúmulo de grasa y el menor desarrollo muscular característicos de este sexo.
Dado que la superficie corporal obtuvo la mejor correlación con la MM,⁴⁶ un trabajo ulterior⁴⁸ intentó determinar la ecuación de superficie corporal que mejor estimara el grado de muscularidad. De un total de 11 fórmulas sometidas a análisis de correlación con la MM disecada ninguna resultó superior a sus homólogas, por lo que se recomienda la ecuación propuesta por Mostellier⁴⁹ [superficie corporal = (peso x talla/3 600)^0,5] debido a que ofrece mayor facilidad de cálculo.
Cualquiera que sea el método basado en el peso y la estatura empleado como índice de MM debe tenerse en cuenta que sólo puede ofrecer un indicador indirecto de muscularidad. Recientemente, Lee y col.⁵⁰ propusieron la única ecuación que, empleando ambas dimensiones antropométricas, permite estimar con aceptable exactitud la MM.
Masa libre de grasa del modelo químico bicompartimental de fraccionamiento de la composición corporal
A partir de los estudios pioneros llevados a cabo por Behnke y col.⁵¹ para estimar la densidad corporal y su derivativo porcentaje de grasa a partir del pesaje hidrostático y la incorporación del principio de Arquímides se desarrollaron decenas de ecuaciones de regresión que, utilizando los datos obtenidos por hidrodensitometría como variable dependiente, intentan predecir por medio de dimensiones antropométricas (peso, estatura, circunferencias y, muy especialmente, pliegues cutáneos) la composición del cuerpo.
Una vez obtenido el porcentaje de grasa por alguna de estas ecuaciones resulta muy sencillo calcular la masa libre de grasa, pues se asume que el peso del organismo se divide en dos compartimientos: uno de ellos conformado por la grasa y el otro por la masa libre de grasa (agua, proteínas y minerales).
Peso corporal = masa grasa + masa libre de grasa (ecuación 1)
Despejando masa libre de grasa en la ecuación 1 se obtiene:
Masa libre de grasa = peso corporal - masa grasa (ecuación 2)
Dado que:
Masa grasa = peso corporal x porcentaje de grasa/100 (ecuación 3)
Sustituyendo 3 en 2 se obtiene:
Masa libre de grasa = peso corporal - (peso corporal x orcentaje de grasa/100)
Los postulados teóricos en que se basan las ecuaciones de regresión para la obtención del porcentaje de grasa a partir de dimensiones antropométricas, aunque atractivos científicamente, asumen ciertos principios de constancia biológica de validez incierta, lo que hace que estas ecuaciones se consideren métodos doblemente indirectos, específicos para aquellas poblaciones de donde fueron derivadas. El lector interesado en estos debates puede consultar excelentes monografías^1,6,52que abordan en detalle las limitaciones de la estimación antropométrica del porcentaje de grasa.
Por otro lado, aunque la MM y la masa libre de grasa guardan una estrecha relación, ambos términos no son intercambiables e incluso pertenecen a niveles diferentes de fraccionamiento del peso corporal. Recuérdese que la MM es un constituyente anatómico del nivel tisular de descomposición de la masa corporal total, mientras que la masa libre de grasa pertenece al modelo químico y al nivel molecular de estudio de la composición del organismo. Por tanto, aunque la MM está esencialmente conformada por proteínas y agua, no es el músculo el único reservorio de ambos.
Finalmente, la masa libre de grasa se suele informar en sus valores absolutos (kg) lo que hace confusas las comparaciones entre personas de diferentes tamaños corporales o en los sujetos en crecimiento.⁵³ Una solución plausible a esta dificultad está dada en expresar la masa libre de grasa en términos relativos a la estatura, obteniéndose así un índice análogo al IMC, pero en cuyo numerador se sitúa la masa libre de grasa:
Indice de masa libre de grasa = masa libre de grasa/talla²
Ecuaciones antropométricas para estimar la masa muscular esquelética total
A pesar de las reconocidas consecuencias para la salud humana que posee la pérdida de tejido muscular y de la relación entre la sarcopenia y muchas enfermedades, existen relativamente pocas ecuaciones basadas en dimensiones antropométricas para su estimación, si se compara con el abrumador número de fórmulas para el cálculo de la densidad corporal o su derivativo porcentaje de grasa. Tal vez esta relativa escasez se deba a que hasta hace poco no se contaba con un método de referencia para determinar, con adecuada exactitud y con un mínimo de invasividad, el peso de toda la musculatura esquelética del organismo.
A ello debe añadirse que la mayoría de las ecuaciones existentes no fueron convenientemente validadas en muestras amplias y representativas, diferentes de aquellas que les dieron origen.^54-58 Otros intentos emplearon criterios de referencia poco confiables como la excreción de creatinina en la orina de 24 horas.^38,59
En un estudio reciente en el cual se comparan los valores de MM obtenidos por nueve de estas ecuaciones se encontró que la mayoría de ellas difieren significativamente de sus homólogas,⁶⁰ hallazgo que enfatiza la necesidad de validar adecuadamente cada una de dichas fórmulas.
Heymsfield y col.⁶¹ sostienen que existen dos grupos principales de funciones matemáticas para desarrollar modelos predictivos de la composición del cuerpo. El primero, de tipo descriptivo, comprende las ecuaciones obtenidas por análisis de regresión estadística, mientras que el segundo, de índole “mecanística”, parte de relaciones fijas entre las propiedades y los componentes, sustentadas en una base biológica subyacente.
Hasta la fecha se publicaron once ecuaciones antropométricas para estimar la MM.^{38,50,54,59,62-65} En la tabla 4 se ofrecen dichas fórmulas.

AMBc = área muscular del brazo corregida (cm²). CMUS = circunferencia muscular del miembro (cm). Sexo = 0 en mujeres, 1 en hombres. Raza1 = -2,0 en amarillos; 1,1 en negros; 0 en blancos. Raza2 = -1,2 en amarillos; 1,4 en negros y 0 en blancos. T = talla (cm). r = [(CB/π - PT) + (CM/π - PM) + (CP/π - PP) + (CT/π - PSE)] / 8. Z = valor promedio de las puntuaciones z para CBC, CTC, CMC, CAB (z = 1/s[v(170,18/T)^d – P]). s = desviación estándar del valor phantom de v. v = valor de la circunferencia en cuestión. d = 1 para las circunferencias. P = valor phantom para la variable v. CB, CM, CP y CT = circunferencias del brazo, muslo, pierna y tórax. CBC, CMC, CMC y CTC = circunferencias corregidas de las regiones anteriores. PT, PM, PP, PSE y PSI = pliegues cutáneos (cm) del tríceps, muslo frontal, pierna medial, subescapular y suprailíaco. CMmodif. = CM - π x PSI. MG = masa grasa, MO = masa ósea, MR = masa residual.

Además de estas ecuaciones, en 1986 el Dr. Donald T. Drinkwater, como parte de las investigaciones correspondientes a su tesis doctoral (Drinkwater DT. An anatomically derived method for the anthropometric estimation of human body composition. [Disertación Doctoral]. British Columbia: Simon Fraser University, 1984), desarrolló un método para estimar los volúmenes y pesos tisulares. Para ello empleó un modelo geométrico de descomposición de la masa corporal total. Este modelo asume la división del cuerpo en cuatro regiones: cabeza y cuello, tronco, miembros superiores y miembros inferiores, los que a su vez están constituidos por 10 conos truncados: 1 para la cabeza y el cuello, 1 para el tronco, 2 para los brazos, 2 para los antebrazos, 2 para los muslos y 2 para las piernas. Se considera que cada uno de estos segmentos está conformado por capas cónicas de piel, tejido adiposo y músculo, con un centro cilíndrico de hueso en el caso de los miembros y vísceras en la cabeza y el tronco.
Al aplicar este modelo a la muestra de sujetos de The Brussels Cadaver Analysis Studies se obtuvieron excelentes resultados.⁵⁷ Desgraciadamente, el método de Drinkwater no se aplicó a otras muestras más amplias y representativas ni se publicó nunca en una fuente de difusión primaria de información, por lo que es ignorada por la inmensa mayoría de sus potenciales usuarios.
Su principal dificultad radica en lo sumamente complejo y extenso del proceso de cálculo, unido a que requiere una serie de longitudes corporales tomadas en proyección con las cuales no está familiarizado el personal médico.
Masa muscular apendicular
Se reconoce que aproximadamente las tres cuartas partes (73% a 75%) de todo el peso de los músculos esqueléticos se localizan en las extremidades.⁶⁶ De ahí el interés en cuantificar la MM apendicular, valor que una vez obtenido puede convertirse a MM total ya sea dividiendo la primera por 0.74 o a través de los más recientes modelos propuestos por Kim y col.,⁶⁷ algunos de los cuales incluyen la edad y el sexo, variables que influyen en la distribución de la masa muscular. Estas ecuaciones son:
MM = 1.19 MM apendicular - 1.01
MM = 1.17 MM apendicular - 0.02 x edad + 0.35
MM = 1.13 MM apendicular - 0.02 x edad + 0.61 x sexo + 0.97
Donde el sexo = 0 para las mujeres y 1 para los hombres.
Por su parte, la MM apendicular puede estimarse a través de la ecuación propuesta por Heymsfield y col,⁶⁸ a saber:
MM apendicular = 0.09 (AMB + AMM) + 1.13
Donde:
AMB = área muscular del brazo
AMM = área muscular de la pierna
Ambas se calculan por la ecuación de Gurney y Jelliffe (tabla 2).
Se recomienda que los valores de MM apendicular sean expresados en relación con el cuadrado de la estatura (MM apendicular/talla²) para obtener de ese modo un índice de MM apendicular. Baumgartner y col.⁶⁹ definieron la sarcopenia como valores de índice de MM apendicular inferiores a 2 desviaciones estándar con respecto a la media de una población joven de referencia, mientras que Janssen y col.²³ ofrecen rangos de evaluación para este índice en ancianos de uno y otro sexo.
Conclusiones
La cuantificación de la MM es un aspecto de sumo interés desde el punto de vista sanitario debido a que su disminución está relacionada, ya sea como causa o como consecuencia, con muchas enfermedades y factores de riesgo que afectan la salud humana. En tal sentido los métodos antropométricos para estimar el grado de muscularidad, a pesar de sus limitaciones en cuanto a exactitud, constituyen la alternativa de elección en grandes estudios epidemiológicos y de campo, para los cuales factores tales como el costo, la posible exposición a radiaciones ionizantes, la disponibilidad de personal técnico altamente calificado y la portabilidad de los instrumentos de medición hacen virtualmente imposible la implementación de técnicas más avanzadas y confiables. Se desarrollaron diferentes enfoques como aproximaciones antropométricas al grado de muscularidad humana, a saber: i) las áreas musculares de los segmentos corporales, ii) el componente mesomórfico del somatotipo antropométrico de Heath y Carter, iii) los índices de relación peso-talla, iv) la masa libre de grasa del modelo químico bicompartimental de fraccionamiento de la composición corporal y v) las ecuaciones antropométricas para estimar la masa muscular esquelética total y apendicular. Todas ellas poseen sus propias limitaciones y desventajas inherentes, por lo que su elección dependerá del juicio e intereses de los usuarios e investigadores.
El autor no manifiesta conflictos.

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