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L'article du mois: L'indice de masse corporelle:vers la fin d'un mythe ?

29 novembre 2018

IMC : indice de masse corporelle. Tout le monde connait ces initiales. Pour certains, elles sont même obsédantes ! Mais que vaut cet indice IMC ? Pas grand-chose en réalité! 

 

Que vous évoque le nom d'Adolphe Quételet ? Sans doute rien de précis. Sachez alors que ce savant belge (1796-1874) était un érudit assez génial. On lui doit des pièces de théâtre, des traités d'astronomie, des démonstrations mathématiques. Il fut l'un des pères de l'épidémiologie moderne et inventeur d'un indice qui portait son nom jusqu'en 1972 date à laquelle on choisit de le rebaptiser "indice de masse corporelle" ou en anglais "body mass index". Ah, ces changements de nomenclature! On ne dira jamais assez quel mal ils font à la diffusion de la connaissance. Mais passons... Nous sommes dans les années 1840 et Adolphe Quételet travaille pour le gouvernement belge à l'édification d'une nouvelle nation qui veut montrer tout à la fois sa solidité au plan institutionnel comme le proclame sa devise "L'Union fait la Force" et la bonne santé de sa population. C'est là qu'il intervient en commettant des rapports sur l'évolution morphologique de ses contemporains. Il mesure. Il pèse. Et comme il s'aperçoit que le poids augmente plus vite que la taille, il imagine une mesure qui reflète à la fois l'un et l'autre et qu'il choisit de baptiser de son nom: l'"indice Quételet". Il s'énonce P/T². Pour l'obtenir, il s'agit en somme de diviser le poids du corps en kilos par la taille en mètre et cela à deux reprises. Prenons le cas d'une personne de 70 kilos pour 1,75 mètre. Cela lui vaudra un indice Quételet 70 : 1,75 = 40. Ensuite, on recommence 40 : 1,75  22,9. Cela n'a l'air de rien. Mais, grâce à ce calcul, on pouvait facilement manier des données morphologiques sur de larges populations. On ne s'en est pas privé! En 1997, l'indice Quételet fut même adopté par l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) comme standard officiel pour évaluer les risques de mortalité liés au surpoids (obésité) ou à la malnutrition (famine, anorexie). Retenez ainsi qu'une personne normo-pondérée se caractérise par un indice compris entre 18,5 et 24,9. En dessous, vous êtes dans la maigreur -ou "l'insuffisance pondérale" en langage savant- au sein de laquelle on détermine encore 5 grades, du plus bénin ou plus préoccupant. Au grade 5, on est carrément à l'article de la mort par inanition. On peut aussi dépasser les normes dans l'autre extrême. Dans le monde actuel, c'est même plus fréquent! On parle alors de surpoids entre 25 et 29,9. L'obésité commence au-delà de 30 et comporte 3 grades elle aussi qui s'échelonnent entre obésité simple (jusqu'à 35), obésité sévère (jusqu'à 40) et obésité morbide (au-delà de 40). Cent soixante-quinze ans après les premiers travaux, l'indice sert donc de standard universel pour le classement des gabarits, ce qui n'aurait sûrement pas déplu à son inventeur. En revanche, Quételet se serait peut-être vexé de ce qui va suivre. Car sous son apparente neutralité, l'indice Quételet est extrêmement trompeur et on commet beaucoup d'erreurs en son nom. Démonstration.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les statistiques préfèrent les gros

 

En 2013, les auteurs publiaient les résultats d'une méta-analyse qui reprenait l'ensemble des travaux réalisés sur le sujet, soit près de cent articles, regroupant un effectif total de 2,88 millions d'individus dont plus de 270.000 sont décédés durant la durée de l'étude [1]. Ce travail colossal permet d'avoir une vision globale de son intérêt et de ses limites. On s'est aperçu en cette occasion que la mortalité des grades 2 et 3 de l'obésité était 29% plus importante qu'avec un IMC normal. Rien de très surprenant! Les personnes les plus lourdes sont également plus sujettes à des pathologies comme le diabète, le cancer ou les accidents cardiovasculaires. Ces données justifiaient clairement les appels à la tempérance qui sont adressés aux obèses en catégories "sévère" ou "massive". En revanche, il n'y aurait pas beaucoup de raison de craindre un surpoids plus modéré. Au contraire. Les individus parfois qualifiés de "bien portants" le sont réellement! Dans la catégorie des personnes dites en surpoids (de 25 à 29) ou même obèses (de 30 à 34,9), on ne remarque aucune surmortalité. Au contraire! Les chiffres révèlent une baisse de l'ordre de 5% par rapport aux plus maigres (IMC compris entre 18 et 25)! En clair, cela signifie que les plus hautes instances mondiales de la santé utilisent depuis plus de 20 ans un indice de prédiction de la mortalité qui ne repose sur rien de valable et, s'il ne fallait considérer que l'espérance de vie, la plupart de ceux que l'on présente comme des archétypes de beauté et de santé (IMC compris 18 et 25) auraient en réalité tout intérêt à prendre rapidement quelques kilos. Comment en est-on arrivé à pareille aberration?

 

La tentation de l'homme plat

 

La première explication est de nature pratique. L'indice Quételet ou IMC a été inventé au milieu du XIXe siècle alors que les machines à calculer n'existaient pas encore. Il fallait donc faire les divisions à la main. Pas question de manier des exposants trop compliqués. On a donc choisi une mesure au carré pour des raisons de facilité. Mais cela pose problème au plan conceptuel. Lorsqu'on mesure une hauteur, la taille d'un individu par exemple, on évolue dans un univers unidimensionnel. Il faut un outil adapté (une toise en l'occurrence) et une unité de mesure. C'est tout! S'il s'agit de connaître une surface, c'est un brin plus compliqué. L'espace devient bidimensionnel. On doit procéder à des calculs (multiplication de la longueur par la largeur) et donc effectuer des opérations "au carré" qui augmentent le risque d'erreur. La difficulté croît encore d'un rang lorsqu'on aborde les notions de volume. Cette fois, on passe à la troisième dimension. Les unités sont dites "au cube". Il faut déjà avoir l'esprit bien mathématique pour visualiser mentalement ces données. Dans l'indice susmentionné, l'exposant au carré de la taille ne révèle pas l'aspect tridimensionnel de l'humain. Pour Quételet, c'est comme si l'homme n'était pas volumétrique, mais plat. Cette faille n'a pas échappé à Nick Trefethen, professeur de mathématiques à la prestigieuse Université d'Oxford. Après la publication en 2013 de la fameuse méta-analyse qui montrait qu'un léger surpoids était associé à une meilleure santé, il répondait ceci: "Nous vivons dans un monde en trois dimensions. Or l'IMC correspond au poids divisé par la taille au carré. En conséquence d'une définition mal établie, des millions de personnes de petite taille pensent qu'elles sont plus minces qu'elles ne le sont réellement, alors que c'est l'inverse pour des millions de personnes de grande taille" [2]. Pour lui, l'avantage que procurerait statistiquement un léger surpoids serait simplement la conséquence du phénomène d'augmentation de la taille moyenne des populations. Ses confrères lui demandèrent alors comme il fallait procéder à son avis pour sortir de cette impasse. "Un volume se mesure en mettant effectivement un exposant au cube", répondit-il. "Mais je ne crois pas en l'occurrence qu'on résoudra le problème en remplaçant le carré par un cube." Sans doute voulait-il tenir compte des particularités de la morphologie humaine que l'on peut se représenter comme des cylindres de différents diamètres emboîtés les uns dans les autres, soit des volumes difficilement comparables aux polyèdres réguliers généralement utilisés en arithmétique. Trefethen proposa de couper la poire en deux et d'opter pour un exposant égal à 2,5. Notons au passage qu'en son temps, Quételet avait déjà suggéré un tel facteur de correction avant d'y renoncer pour garder un indice calculable par tout un chacun. Trefethen prit aussi la liberté de doter son nouvel indice d'un facteur de correction pour que les gabarits des personnes de petites tailles (autour d'1,50 mètre) soient comparables à celui de géants (plus de 2 mètres). Il s'agit de diviser le résultat par la racine carrée de la taille moyenne d'une personne (1,69 mètre) ce qui donne l'équation suivante: IMC de Trefethen = 1,3 x poids (kg) / taille (mètre) 2,5. Si l'intention est louable, cette démarche n'est que théorique, et à ce jour, aucune validation scientifique ne permet de dire que ce nouvel indice échappe efficacement aux anciens biais. Trefethen n'est pas seul. D'autres tentatives furent également menées dans le même sens comme celle de l'équipe de Dean Foster (département de Statistiques de l'Université de Pennsylvanie) qui proposait d'établir une "IMC personnalisée" dans laquelle intervenaient de nouvelles variables comme le sexe, le groupe ethnique, le statut éducatif et tout ce qui peut être associé de près ou de loin avec des variations du risque de mortalité [3]. Le gros problème de ces indices, même personnalisés, c'est qu'ils ne disent rien de la constitution de l'individu. Prenons deux exemples concrets. Le premier se nomme Rich Froning Junior. A quatre reprises, il a décroché la victoire dans les "crossfit games": une compétition censée élire l'homme le plus en forme du monde. Il est évidemment musclé comme Apollon. Ses abdominaux en tablettes de chocolat laissent ainsi penser qu'il n'en mange pas très souvent. Ses biceps rebondis ne lui permettent pas non plus de rentrer dans l'importe quel tee-shirt. Un bel homme, quoi! Pourtant ses mensurations (1,75 mètre pour 92 kilos) lui valent un IMC de 30, ce qui le range selon l'OMS dans la catégorie obèse! Le deuxième exemple s'appelle Ronnie Coleman. Il a décroché le titre de Monsieur Olympia à huit reprises. Il est capable de pousser une tonne à la presse oblique et présente un taux de graisse à moins de 7%. Toutefois, sa taille (1,80 mètre) et son poids (135 kilos) lui confèrent, là encore, un IMC proche de 42 qui l'assimile à un état d'obésité morbide! Voilà le problème central de l'IMC. Il est incapable de différencier la graisse du muscle. Même l'INSERM (institut national de la santé et de la recherche médicale) y perd son latin. On peut lire sur leur site que: "Le diagnostic de l’obésité passe notamment par le calcul de l’indice de masse corporelle (IMC), méthode qui reste à ce jour le seul moyen simple pour estimer la masse grasse d’un individu." Or rien n'est plus inexact. L'IMC ne dit rien du pourcentage de masse grasse et il se pourrait même que l'avantage en matière de santé que confère un léger surpoids selon les statistiques soit en réalité la conséquence de cette mauvaise interprétation. La catégorie "surpoids" héberge sans doute des gens réellement trop gros mais également des costauds qui s'entretiennent physiquement avec une masse musculaire importante et un faible taux de graisse. Ces sujets-là sont généralement en très bonne santé. Ils surveillent leur alimentation et leur hygiène de vie. Ils tirent les moyennes vers le haut. On comprend alors que chaque personne constitue un cas particulier et, si l'IMC permet de dégager des tendances sur des larges populations, il ne peut servir à l'échelle individuelle sans tenir compte du mode de vie et de l'alimentation. L'âge joue également un grand rôle. En regardant à la loupe l'évolution de l'IMC au cours d'une vie, on s'aperçoit qu'il stagne souvent après 40 ans! Etrange. Car la corpulence, elle, continue d'évoluer. Les membres s'épaississent. Les dos se voûtent. Les femmes stockent des graisses au niveau des fesses. Chez les hommes, on devine souvent la bedaine qui pousse sous la chemise. Les corps changent, ce que révèlent des mesures comme le tour de taille, le relevé des plis adipeux ou l'évaluation des teneurs en graisses par impédancemétrie (lire encadré). La sédentarité fait progressivement perdre du muscle et gonfler les adipocytes. Pourtant, l'IMC ne révèle rien de cette métamorphose. Une perte de masse est compensée par les excès de l'autre. On a l'impression que rien ne bouge alors que tout fout le camp!

 

Un IMC à la tête du client

 

Bref, vous l'aurez compris, un même IMC peut cacher deux silhouettes qui n'ont rien à voir l’une avec l’autre. Comparons à présent deux hommes virtuels de 40 ans qui font le même poids (85 kilos) et la même taille (1,80 mètre). D'un côté, nous avons Raynald: un solide athlète amateur qui s'entraîne 4 fois par semaine, alternant des séances de musculation, d'endurance et de l'entraînement par intervalles à haute intensité. Il surveille aussi son alimentation en veillant à ne pas manger trop de sucre ou trop de graisse. De l'autre, nous avons Maurice qui préfère regarder le sport plutôt que le pratiquer et suit un régime où la bière et les pizzas représentent l'essentiel de son apport calorique. Bref, le sédentaire dans toute sa splendeur. Niveau sport, son activité principale consiste à faire un squat lorsque sa femme a la mauvaise idée de ranger les canettes dans le bas du frigo. C'est tout! Ces deux quadragénaires présentent un IMC de 26,3 et, bien sûr, le solide Raynald ne comprend pas comment il se retrouve dans la même catégorie que Maurice qui se marre en douce. Même taille, même poids, même indice. Et deux silhouettes qui n'ont pourtant rien à voir l'une avec l'autre. S'il fallait comparer avec des formes de bouteilles, l'un serait plutôt calqué sur le modèle Coca-Cola et l'autre sur celui d'Orangina avec la pulpe dans le fond. Pour parvenir à un indice qui permettrait tout de même de les différencier, deux chercheurs new-yorkais Nir et Jesse Krakauer (NB: le second est le père du premier) ont inventé "A body shape index" (ABSI) une mesure que l'on pourrait traduire en français par "l'indice de la silhouette" [4]. Se basant sur les critiques susmentionnées portées à l'encontre de l'IMC et de ses différentes versions, ces deux chercheurs ont donc mis au point un indice dans lequel ils font intervenir une troisième fois la taille ainsi qu'une variable essentielle: la circonférence abdominale. Au final, l'ABSI, se mesure ainsi: ABSI = Tour de taille/ (IMC2/3 x Taille1/2). Ils ont ensuite testé leur nouvel indice sur 14.105 adultes suivis pendant 5 ans pour estimer le lien avec le taux de mortalité. Pendant cette période, 828 personnes sont décédées, ce qui a permis d'établir d'intéressantes corrélations. Appliqué aux deux sujets de notre démonstration, Raynald qui arbore un tour de taille de 80 centimètres révèle un ABSI de 0,067 alors que Maurice avec ces 105 centimètres de tour de taille se retrouve dans un panier bien différent et une valeur de 0,090. Si la nouveauté de cet indice ne permet pas encore de mettre en place des catégories comme on l'a fait pour l'IMC, il offre tout de même de magnifiques perspectives novatrices dans son lien avec le taux de mortalité. Alors que l'IMC prédisait aux deux congénères un taux de mortalité relatif identique et 5% plus bas que la moyenne, l'ABSI montre deux profils bien différents. Raynald avec son hygiène de vie irréprochable se retrouve avec une probabilité de décès 20% moins élevée que la moyenne alors que Maurice, quant à lui, a deux fois plus de chances de mourir que la moyenne des individus de son âge! Gloups. Il serait peut-être temps de changer de vie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le percentile de la mort

 

Sur la même lignée, des chercheurs de la West Virginia Université aux Etats-Unis [5] ont mis au point un indice  intitulé le SBSI (surface based body shape index) qui fut ensuite testé sur 11.808 personnes de 18 à 85 ans. Cet indice prend en compte la taille, le tour de taille, la surface corporelle et la circonférence verticale du tronc. Mais à la différence de l'ABSI, un simple mètre couturier ne suffit plus à le calculer. Pour les courageux, voici la formule: SBSI = (Taille7/4 x (tour de taille)5/6) / (surface corporelle x circonférence verticale du tronc). Pour mesurer la surface corporelle, vous aurez droit à une formule encore plus complexe. Pour la circonférence verticale du tronc, il vous faudra relever la circonférence de vos bras, de vos cuisses, de votre taille, la longueur de vos avant-bras ainsi que les plis cutanés au niveau du triceps brachial et sub-scapulaire. Si vous êtes arrivé jusqu'au bout de ce long chemin, vous serez heureux d'apprendre que la mortalité est stable jusqu'au 35ème percentile, puis augmente de manière exponentielle. Ainsi, le taux de mortalité est multiplié par 4 quand vous arrivez au 80ème percentile, et par 8 dans le 95ème percentile. Les auteurs, conscients de la complexité de leur formule et des protocoles associés, ont proposé une formule simplifiée dans laquelle les coefficients fractionnaires ont été arrondis (7/4 devenant 2 et 5/6 devenant 1). Cependant, la complexité des prises de mesures et les compétences nécessaires risquent de rendre cet indice trop confidentiel pour détrôner l'indice de Quételet.

 

Trop musclé pour être honnête

 

Une autre manière de régler la question de la contribution de la graisse dans l'IMC est tout simplement de l'enlever. L'idée est simple. Mais, vous le verrez, elle offre de belles perspectives dans le milieu sportif. Cet indice s'appelle FFMI, rien à voir avec le Fonds monétaire international, il s'agit du "fat free mass index", proposé en 1990 par le Professeur Theodore B "Taysen" Van Itallie qui comme son nom ne l'indique pas nous vient de New-York aux Etats-Unis. Lui aussi, il voulait trouver un indice alternatif à l'IMC pour détecter la malnutrition. En effet, la majeure partie des réserves en protéines utilisées par le corps en période de catabolisme, qui permet de maintenir les besoins nutritionnels et les fonctions corporelles, est stockée dans les tissus maigres [6]. L'accès à un indice donnant la proportion de tissu maigre est donc fondamental pour lutter contre la malnutrition. Van Itallie constate que l'IMC fait un très mauvais client pour cela (encore!). Il décide donc de scinder l'IMC en deux, un indice sur la masse maigre et l'autre sur la masse grasse. Il suffit de trouver un outil fiable pour mesurer la masse grasse (voir encadré), d'en déduire votre masse maigre (masse totale - masse grasse) et de calculer de nouveau le ratio du poids maigre sur le carré de la taille pour avoir le FFMI. Depuis un quart de siècle, ce scientifique a ainsi étudié le FFMI sous toutes les coutures, selon l'âge, le sexe, l'origine ethnique. Sachez qu'un homme peu musclé aura un indice inférieur à 17 (14 chez les femmes), tandis qu'un athlète évoluera plutôt entre 20 et 23 (15 à 18 chez les femmes). Au fil d'une vie, on voit alors que la courbe du FFMI augmente jusqu'à environ 48 ans avant de décliner progressivement et, même si ces courbes sont similaires dans leurs formes, elles sont décalées selon l'origine ethnique. Les Asiatiques montrent un pic de FFMI à 15,5 alors que les Afro-américains ont un pic à près de 18, révélant une génétique offrant naturellement une masse musculaire plus élevée. De la même manière, le FFMI des hommes est plus élevé que celui des femmes. Mais de manière très étonnante, le succès rencontré par le FFMI n'est pas lié aux nombreux travaux de Van Itallie sur la malnutrition ou l'obésité, mais sur sa capacité à déjouer le dopage. Fort du succès naissant du jeune FFMI, la chercheuse Elena  Maria Kouri (Université de Harvard) eut en 1995 la curieuse idée de tester cet indice chez les culturistes [7]. Elle a passé 157 athlètes au crible du FFMI en sachant pertinemment que la moitié d'entre eux étaient des utilisateurs réguliers des stéroïdes et l'autre pas. Ses résultats ont montré que l'on peut atteindre des scores de l'ordre de 25 ou même 26 chez les hommes (21 et 22 pour les femmes) sans recourir aux drogues. Au-delà, rien ne va plus! Pour renforcer sa démonstration, elle a comparé ensuite les valeurs des différents "Mister America" (championnat américain de bodybuilding) de 1939 à 1994 après normalisation des différences de taille (*). Cette période est cruciale. Deux ans plus tôt, les chercheurs avaient réussi la première synthèse des anabolisants et l'on sait que les premiers essais sur l'homme commencèrent en 1940 pour aboutir à la commercialisation du Dianabol en 1958. Kouri prend alors ce dernier repère pour scinder son analyse en deux périodes. Avant 1958 et après 1958. Le résultat est sans appel. Dans la première période, un tiers des Mister America présente un indice supérieur à 25. Après 1958, c'est l'explosion! Les indices passent systématiquement au-delà de 26-27 avec des pointes à 40! Pour l'anecdote, sachez qu'on retrouve dans la liste, le célèbre acteur Lou Ferrigno, qui a incarné l'incroyable Hulk à la télévision et au cinéma. Il a remporté le titre en 1971 et 1972. Par curiosité, nous nous sommes demandé ce que donnerait le même calcul appliqué à nos deux champions précédemment passés à la loupe de l'IMC. Avec une masse grasse estimée à 7%, le champion de crossfit Rich Froning aurait un FFMI normalisé de 28. Un score impossible à atteindre sans engrais musculaire selon Kouri. Ses collègues sont dans le même cas! Si l'on passe au crible les dix meilleurs crossfitteurs mondiaux, deux seulement sont en dessous de la valeur de 25, trois dans la zone du doute, et cinq dans la zone qui tue les rêves des incrédules. Quant à Ronnie Coleman, c'est sans surprise qu'on le retrouve à 38,8. Après le passeport biologique, à quand l'indice de Van Itallie pour traquer les tricheurs?

Guillaume Laffaye

[1]  Association of All-Cause Mortality. Flegal et al. Journal of American Medical Association, janvier 2013.

[2]  http://people.maths.ox.ac.uk/ trefethen/bmi.html N. Trefethen. 2015.

[3]  How Well Do the Standard Body-Mass Index or Variations With A Different Exponent Predict Human Lifespan? Foster et al. Obesity. Janvier 2016.

[4]  A new body shape index predicts mortality hazard independently of body mass index. Krakauer et Krakauer. PLoS One, Juillet 2012

[5]  Surface-based body shape index and its relationship with all-cause mortality.Rahman et Adjeroh. PLoS One, décembre 2015.

[6]  Height-normalized indices of the body’s fat-free mass and fat mass: potentially useful indicators of nutritional status. VanItallie et al. American Journal Clinical Nutrition, décembre 1990.

[7]  Fat-free mass index in users and nonusers of anabolic-androgenic steriods. Kouri et al. Clinical Journal of Sport Medicine, octobre 1995.

[8]  The varieties of human physique. Sheldon et al. 1940.

[9]  Somatotype and stress hormone levels in young soccer players. Handziska et al. Journal Sports Medicine Physical Fitness,novembre 2015.

[10] Body composition from fluid spaces and density: analysis of methods. Siri. Technical Measure body Composition, septembre 1961.

[11] Body mass index as a measure of body fatness: age-and sex-specific prediction formulas. Deurenberg et al. British Journal Nutrition, mars 1991.

[12] Intertester reliability of selected skinfold and circumference measurements and percent fat estimates. Jackson et al. Research Quarterly American Alliance Health and Physical Education Recreational, décembre 1978.

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