UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI Fakulta tělesné kultury
DIPLOMOVÁ PRÁCE (bakalářská)
2011
PETRA DUBČÁKOVÁ
UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI Fakulta tělesné kultury
Využití metod pro stanovení tělesného složení v péči o lidské zdraví Diplomová práce (bakalářská)
Autor: Petra Dubčáková, učitelství pro střední školy, tělesná výchova – ruská filologie Vedoucí práce: Prof. RNDr. Jarmila Riegerová, CSc.
Olomouc 2011
Bibliografická identifikace Jméno a příjmení autora: Petra Dubčáková Název bakalářské práce: Využití metod pro stanovení tělesného složení v péči o lidské zdraví
Pracoviště: Katedra přírodních věd v kinantropologii
Vedoucí diplomové práce: Prof. RNDr. Jarmila Riegerová, CSc. Rok obhajoby diplomové práce: 2011 Abstrakt: Tato bakalářská práce si klade za cíl posoudit výsledky měření tělesného složení pomocí různých metod a přístrojů. Nejvíce využívanými metodami pro stanovení tělesného složení v této práci bude metoda antropometrie a biompedance. Měření bude prováděno na jedné probandce ve věku maturus. Klíčová slova: tělesné složení, antropometrie, kaliperace, bioimpedance, InBody, Bodystat, Tanita
Souhlasím s půjčováním bakalářské práce v rámci knihovních služeb.
Bibliographical identification Author‘s first name and surname: Petra Dubčáková
Title of the master thesis: The use of methods for determining body composition in health care
Department: Department of Natural Sciences in kinanthropology
Supervisor: Prof. RNDr. Jarmila Riegerová, CSc.
Year of thesis defense: 2011
Abstrakt: This thesis aims to assess the results of measurements of body composition using various methods and instruments. The most exploited methods for determining body composition in this work will be the methods of anthropometry and biompedance. Measurements will be performed on one female proband, maturus age .
Key words: body composition, antropometriy kaliperation, bioimpedance, InBody, Bodystat, Tanita
I agree the thesis paper to be lent within the library service.
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracovala samostatně pod vedením Prof. RNDr. Jarmily Riegerové, Csc., uvedla všechny použité literární a odborné zdroje a dodržovala zásady vědecké etiky. V Olomouci dne 30. 6. 2011
........................................................
Ráda bych srdečně poděkovala Prof. RNDr. Jarmile Riegerové, CSc. nejen za pomoc a odborné vedení mé bakalářské práce, ale i za poskytování informací, cenných rad a čas, který mi věnovala. Dále bych chtěla věnovat poděkování slečně Renátě Slezákové za čas strávený měřením.
Obsah 1. Úvod......................................................................................................................................10 2. Syntéza poznatků................................................................................................................11 2. 1 Antropologie.........................................................................................................11 2. 1. 1 Historie vyšetření tělesného složení.......................................................12 2. 1. 2 Složení těla, modely tělesného složení...................................................13 2. 1. 3 Kostituční typologie. Somatotyp............................................................15 2. 2 Metody hodnocení tělesného složení...................................................................16 2. 2. 1 Antropometrie.........................................................................................17 2. 2. 1. 1 Antropometrické nástroje.......................................................18 2. 2. 1. 2 Antropometrické body, indexy...............................................19 2. 2. 1. 3 Odhad složení pomocí antropometrických metod..................21 2. 2. 1. 3. 1 Provedení měření pomocí kaliperu.........................21 2. 2. 1. 3. 2 Matiegkova metoda.................................................22 2. 2. 1. 3. 3 Metoda Pařízkové...................................................24 2. 2. 1. 3. 4 Metoda dle Drinkwatera a Rosse............................25 2. 2. 1. 4 Antropometrie v Rusku...........................................................25 2. 2. 2 BIA (Bioelektrická impedanční analýza) ..............................................26 2. 2. 2. 1 Přístroje bioelektrické impedance...........................................26 3. Cíle práce.............................................................................................................................28 3. 1 Dílčí cíle.................................................................................................................28 4. Materiál a metodika............................................................................................................29 4. 1 Základní charakteristika souboru...........................................................................29 4. 2 Průběh šetření.........................................................................................................29 4. 3 Metoda BIA............................................................................................................29 4. 3. 1 Bodystat..................................................................................................29 4. 3. 2 Tanita......................................................................................................31 4. 3. 3 InBody....................................................................................................32 5. Výsledky...............................................................................................................................38
6. Závěry..................................................................................................................................42 7. Souhrn..................................................................................................................................43 8. Summary..............................................................................................................................44 9. Referenční seznam..............................................................................................................45 10. Seznam příloh....................................................................................................................48
Seznam použitých zkratek: AC – obvod paže (pro vyhodnocení hladiny bílkovin) AMC – obvod svalstva paže (pro vyhodnocení stavu výživy) BCM – stupeň obezity BFM – celkový tělesný tuk (body fat mass) BIA – bioelektrická impedanční analýza BMC – obsah minerálních látek podílejících se na stavbě kostí BMI – body mass index (index tělesné hmotnosti) BMR – bazální metabolismus – minimální kalorická potřeba BWT – celková tělesná váha CT – výpočetní tomografie (computed tomography) DEXA / DXA – (dual energy x-ray absorptiometry) DSM-BIA – přímo rozdělující frekvenční technologie (Direct Segmental Multi-frequency) ECW – mimobuněčná (extracelulární) voda FFM – tukuprostá tělesná hmota (fat-free mass) ICF – nitrobunečná tekutina obohacená o bílkoviny a minerály ICW – nitrobuněčná (intracelulární) voda PBF – procento tělesného tuku SSM – množství kosterního svalstva TBW – celková tělesná voda (total body water) WHR – poměr pas/boky (cm), (waist hib ratio)
1 ÚVOD Díky studiu na Fakultě tělesné kultury Univerzity Palackého v Olomouci jsem měla možnost poznat vybavení a přístroje, které fakulta vlastní a také jsem měla možnost si sama vyzkoušet různá měření, týkající se složení těla, spotřeby kyslíku, zatěžování a mnoho dalších měření, ke kterým bych se v běžném životě asi jen tak nedostala. A proto jsem si také vybrala bakalářskou práci na téma týkající se složení těla a zaměřila se především na výzkum metod, které hodnotí tělesné složení. Metodami pro stanovení složení těla zjistíme nejen riziko obezity, ale řadu dalších onemocnění. Cílem mé práce je seskupit všechny potřebné informace do jednoho přehledného celku tak, aby bylo dostatečně srozumitelné, jakými metodami se dá měřit tělo a jeho složení, kolik těchto metod a přístrojů dnes již existuje na měření tělesného složení, jak se postupem času vyvíjely a zdokonalovaly, jejich hlavní funkce a především je mým cílem kazuistika probandky ve věku maturus na přístrojích InBody 720, Tanita BC-418 a Bodystat a následné srovnání a rozdíly naměřených hodnot na těchto přístrojích. I když existuje celá řada přístrojů na měření tělesného složení, já se budu zabývat především metodou antropometrie a přístroji InBody 720, Bodystat a Tanita BC-418, protože jej máme k dispozici na naší fakultě, na katedře přírodních věd v kinantropologii. Protože studuji ruskou filologii, zabývala jsem se také složením těla a metodami používanými v Rusku. Tato práce je určená nejen pedagogům a studentům, ale také lidem, kteří se zajímají o tuto problematiku a chtějí se dozvědět něco nového v tomto oboru.
10
2 SYNTÉZA POZNATKŮ 2. 1 Antropologie Termín antropologie pochází z Řecka a můžeme ho přeložit jako „věda o člověku“ (anthropos-člověk, logos-věda). Antropologie tedy zkoumá původ a vývoj člověka, tělesné vlastnosti člověka, jak fyzické, tak i duchovní. Aristoteles je považován za prvního člověka, který použil tento termín pro označení duchovních vlastností člověka. „Pro označení fyzických vlastností člověka použil tento termín jako první zřejmě Magnus Hundt (1501), dále G. Capell (1533) a Kasmann (1594).“ (Riegerová, Přidalová, Ulbrichová, 2006, s. 6). U nás existují významní antropologové jako je např. Aleš Hrdlička nebo Jindřich Matiegka, který v roce 1895 provedl průzkum těla člověka u velké populace a položil tak základy funkční antropologie. Výsledky publikoval v roce 1927 (Matiegka, 1927). Cílem každého antropologa je hodnocení těla jednotlivců a v důsledku měření jsou pak jedinci zařazeni do různých skupin. Později v roce 1951 u nás prováděl kontroly růstu mládeže Fetter, v nichž pokračoval do roku 1971. Mnoho měření bylo prováděno na spartakiádách. Dalším antropologem u nás, který zpracoval údaje z měření mužů a žen od 20 do 49 let, byl Prokopec. „Zatím poslední, již šestý takový výzkum byl proveden v roce 2001.“ (Bláha et al., 2005). Antropologie je věda velmi obsáhlá, proto se dále dělí na několik disciplín. Například na
funkční
antropologii,
sportovní
antropologii,
kinantropologii,
morfometrii,
kinantropometrii, antropometrii a motometrii. Funkční antropologie spadá do oboru fyzické antropologie a zaměřuje se na studium vztahů morfologické a funkční variability člověka. Součástí tohoto oboru je tělovýchovná antropologie. Dále je to pak sportovní antropologie, která se zabývá lidskou motorikou a sportovním výkonem. Protože je studium pohybu náročným úkolem, vznikl tak samostatný obor, který se nazývá kinantropologie, do níž je zařazena kinantropometrie, která studuje pohyb člověka vůči rozměrům, tvaru a složení těla člověka, ale přihlíží i k rychlosti dospívání, pohybové aktivitě, výkonnosti a výživě. Základními metodami kinantropometrie je antropometrie a motometrie. „Antropometrie je systém technik měření a pozorování člověka a částí jeho těla nejpřesnějšími prostředky a metodami k vědeckým účelům.“ (Fetter, 1967).
11
„Motometrie se zabývá testováním motorických schopností, dovedností i sportovního výkonu.“ (Chytráčková, 2002). 2. 1. 1 Historie vyšetření tělesného složení První záznamy o tělesném složení pochází z minulého století. Byly to především práce Harlesse (1860), Brauneho (1889) a Fischera (1906). Ačkoli prováděli měření pouze v menších skupinách, z jejich materiálů vychází celá řada pozdějších výzkumů. S antropometrií se poprvé setkáváme kolem roku 1880 u francouzského policejního písaře Louise Aplhonse Bertillona, který pomocí měření dokázal identifikovat zločince. Jeho šetření (daktyloskopii) říkali „bertilonáž“. Své metodě dal později název antropometrie. Významnou osobností v oblasti antropometrie byl lékař a antropolog Aleš Hrdlička. Měřil tělesné rozměry živých, ale i mrtvých v pitevnách. Napsal knihu praktické antropometrie, mnoho cestoval a shromáždil obrovské množství dat z této oblasti. Vyslovil teorii o plemenném rozrůznění lidstva, malé rozdíly mezi lidmi jsou důkazem pro jednotný původ lidstva. Odléval segmenty lidského těla a následně zhotovoval antroposomatopozitivy. První měření tělesného složení probíhalo pomocí kaliperu a fyzikální antropometrie a často bylo doprovázeno hydrodenzitometrií (vážení pod vodou), tato metoda však není vhodná pro použití v praxi (nemocnice, domov atd.), protože vyžaduje prostor, zařízení, školené pozorovatele a také je příliš drahá. Ani jedna z těchto metod bohužel není objektivní a navíc toto vyšetření není pro pacienta příliš příjemné. Všechny tyto metody vyžadovaly dokonalou spolupráci pacienta s lékařem a bylo nutné jeho uvedení do problematiky měření. Pravidla současných antropometrických metod jsou mezinárodně uznávaná a byly vytvořeny odborníky z oboru. Jsou přesně stanoveny předpisy, které musí být při měření dodrženy. Tato pravidla poprvé uvedl Rudolf Martin a vyšly v roce 1914. S pojmem tělesné složení jako takovým se poprvé můžeme setkat v roce 1921 u českého antropologa Matiegky. Dalším výzkumem týkající se složení lidského těla se začali zabývat během třicátých let 20. století v laboratoři AR Behnke. V lednu 1947 byla v Brně založena Antropologická společnost. V r. 1964 pak vznikla Česká společnost antropologická. Po roce 1980 se objevuje metoda BIA (bioelektrická impedanční analýza), která se stala rychle rozšiřující metodou a používá se dodnes.
12
2. 1. 2 Složení těla, modely tělesného složení „Tělesná stavba, tělesné rozměry a složení těla patří mezi podstatné faktory motorické výkonnosti a fyzické zdatnosti.“ (Kutáč, 2009, s. 23). Složení těla je ovlivněno především geneticky, ale velký vliv mají i vnější faktory, jimiž jsou strava a pohybová aktivita. Základním parametrem je tělesná hmotnost, z níž vychází další měření. Složení těla můžeme hodnotit na základě dvou složek, jimiž je tělesný tuk (depotní tuk) a aktivní tělesná hmota (tukuprostá hmota). Celková hmotnost těla je součtem mnoha komponent složení těla a vzniklo tak několik modelů tělesného složení. Nejdříve vznikly dva základní modely (anatomický a chemický). Anatomicky je tělo složeno z tkáně tukové, svalové a kosterní, dále je tvořeno vnitřními orgány a tkáněmi. Anatomický model je považován za dvoukomponentový. Z chemické stránky je tělo tvořeno vodou, minerály, uhlovodany, bílkovinami a tukem. Tělesná voda tvoří 60 % celkové tělesné váhy člověka (BWT). Její funkcí je dopravovat živiny do buněk a odstraňovat odpadní látky. Většina bílkovin pochází ze svalů. Tuk slouží k zajištění energie, ale pokud je příjem potravy větší než výdej, ukládá se ho větší množství. Většina minerálů je uložena v kostech. Jsou základní složkou těla. U zdravých jedinců je podíl těchto látek téměř konstantní, jen muži mají menší množství tuku než ženy. Byly vytvořeny modely tělesného složení. Mezi první modely patří model chemický a anatomický. Chemický rozlišoval komponenty těla na tuk, sacharidy, bílkoviny, vodu a minerály. Anatomický model rozlišoval tělo na tukovou složku, svalovinu, kosti, vnitřní orgány a ostatní tkáně. Modelů popisujících tělesné složení je díky vědeckému pokroku a moderním metodám ve vývoji techniky velké množství. Wang et al. (1992) vytvořili pětistupňový model tělesného složení. Skládá se z pěti úrovní, jimiž jsou anatomický, molekulární, buněčný, tkáňově-systémový a celotělový model. Ve své knize je blíže popisuje (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006). Anatomický model Říká, že základními látkami v organismu jsou prvky, 98 % hmotnosti těla představuje šest nejdůležitějších prvků. (O, C, H, N, Ca, P) a zbývající 2 % tvoří 44 prvků. Dříve byla analýza prováděna na mrtvých tělech. V současné době se používá neutronové aktivační analýzy (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006).
13
Molekulární model Organismus člověka je složen 11 prvků, ty tvoří molekuly a poté sloučeniny. V těle člověka je více než 100 000 chemických sloučenin. Hlavními sloučeninami tvořící BWT je voda, bílkoviny, lipidy, minerály a glykogen (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006). Buněčný model Buňka je „základní morfologická a funkční jednotka organismu“ (Čihák, 2001). Lidský organismus tvoří buňky, které se od sebe liší tvarem, velikostí, složením, metabolismem a distribucí. Každá z buněk má svou funkci. Důležitou roli v těle má extracelulární tekutina (ECW), která obklopuje jednotlivé buňky. ECW tvoří plazma a intersticiální tekutina. BWT tvoří buňky tukové tkáně, svalové, pojivové, epiteliální a nervové buňky, dále ECW a v poslední řadě organické a anorganické sloučeniny. Tkáňově-systémový model „Tkáň je soubor stejnotvarých buněk stejného původu a jejich derivátů, sloužící jedné hlavní funkci“ (Čihák, 2001). Tento model vychází z uspořádání molekul do tkání. Jsou to tkáně kostní, svalové a tukové. BWT tvoří muskuloskeletální, kožní, nervový, respirační, oběhový, zažívací, vyměšovací, reprodukční a endokrinní systém (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006). Celotělový model Tento model obsahuje antropometrická měření. A to především měření tělesné výšky, hmotnosti, hmotnostně-výškových indexů, délkových, šířkových a obvodových rozměrů, měření kožních řas, objemu, denzity (hustoty těla), která vypovídá o množství depotního tuku a o aktivní tělesné hmotě (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006). Podle počtu komponent rozlišujeme dále dvou-, tří- a čtyřkomponentový model. Jak zmiňuje ve své knize Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová (2006), nejpoužívanějším z těchto modelů je dvoukomponentový, který je založen na měření celkové tělesné hustoty. Podle něj je tělo rozděleno na dvě základní části, a to na tuk (FM) a tukuprostou hmotu (FFM). Platí tedy vztah FM = BWT - FFM
14
Obrázek 1. Chemický, anatomický a dvoukomponentový model tělesného složení (upraveno dle Wilmora, 1992)
2. 1. 3 Konstituční typologie. Somatotyp Konstituční typologie zkoumá popis tělesné stavby. Ačkoli je to obor velmi starý (dva typy lidí rozlišoval již Hippokrates – štíhlý a obtloustlý), o pravé typologii hovoříme až na přelomu 18. a 19. stol. v souvislosti s Francouzem J. N. Hallé, který vypracoval v roce 1877 publikaci, v níž uvádí čtyři základní typy: břišní, svalový, hrudní a lebeční. Na jeho práci navázala celá francouzská typologická škola, kterou reprezentovali Rostan, Sigaud a Auliff. Druhou významnou typologickou školou byla škola italská, jejímž zakladatelem byl antropolog Giovani, který byl velmi dobrý znalec antropometrie, na jeho práci navázal jeho žák S. Viola a stanovil tři typy. Německou školu proslavil Kretschmer. Každá osoba je charakterizována svými vlastnostmi a je označována za určitý typ. Typ určujeme dle tělesné stavby a vzhledu člověka. Velký vliv na stavbu těla člověka má dědičnost. Někteří lidé mají sklon k štíhlé postavě, jiní zase k obézní. Existuje několik klasifikací. Velmi známou klasifikací je klasifikace dle Kretschmera. Díky ní můžeme určit tři základní somatotypy. Štíhlý typ – astenik, střední typ – atletik a rozložitý typ – pyknik. E. Kretschmer přiřadil jednotlivým somatotypům dokonce určité vlastnosti. Astenik je často
15
introvert, má sklon k samotářství, bývá nervózní a chladný. Atletik je vyrovnaný, klidný a ctižádostivý jedinec a pyknik je extrovert, otevřený, společenský a dobrosrdečný. Za nejvíce používanou metodu můžeme považovat stanovení somatotypu dle Sheldona z roku 1940 (typ endomorfní, mezomorfní a ektomorfní). Endomorfní typ je charakteristický množstvím tělesného tuku, měkkým svalstvem, oblými tvary. U mezomorfního převažuje svalstvo, silná kostra a u ektomorfního můžeme pozorovat tělesnou křehkost, slabé svalstvo a kosti. Pro stanovení somatotypu Sheldon používal klasické fotografie a tabulku somatotypů na základě výško-váhového indexu. Na jeho práci později navázala řada autorů. Mezi nejvýznamnější patřil Parnell a Heathová a Carter (Riegerová, Přidalová, Ulbrichová, 2006). Pro číselné stanovení somatotypu je nutné provést antropometrické vyšetření. Provádí se měření tělesné výšky, hmotnosti, podkožního tuku na rameni, zádech, břiše, bérci, femuru, humeru a měření obvodu ramene a předkolení. Převodem antropometrických hodnot na body podle klasifikačního formuláře vznikne tzv. antropometrický somatotyp. „Grafickým znázorněním somatotypologické analýzy je somatodiagram, který má tvar trojúhelníku.“ (Haladová, Nechvátalová, 2010, s. 34). Ukázka somatodiagramu je k vidění v příloze na obrázku č. 9. 2. 2 Metody hodnocení tělesného složení V současné době existuje několik metod hodnocení složení těla. Jsou to metody laboratorní a terénní. Mezi laboratorní metody můžeme zařadit hydrostatické vážení (hydrodenzitometrii) na základě Archimédova zákona a metodu DEXA (dual energy x-ray absorptiometry). Do terénních metod patří antropometrie, měření pomocí kaliperace, jsou to odhady tělesného složení dle Matiegky, Pařízkové, Drinkwatera a Rosse. Metodu BIA lze využít jak v laboratoři, tak i v terénu. Např. DEXA (duální rentgenová absorpciometrie) je ze všech metod měření tělesného složení nejnovější, nejpřesnější a používá se jako srovnávací. Zkoumaná osoba se položí a po dobu 20–30 min je celé tělo po částech podrobně rentgenováno. Velmi přesná a reprodukovatelná metoda, vyžadující velmi nákladné zařízení, používaná opět spíše pro výzkumné účely. Výhodou této metody je, že dokáže vyhodnotit nejen celkové složení těla, ale i jeho jednotlivých segmentů. (Pařízková et al., 2007). Metoda se také používá při zkoumání osteoporózy.
16
Pro stanovení tělesného složení mohou být využity ostatní metody, jako je například radiografie, ultrazvuk, magnetická rezonance, tomogragie (CT), TOBEC, pletysmografie a další. Metody jako je antropometrie, BIA (Bioelektrická impedanční analýza) a přístroje Bodystat, Tanita a InBody budou podrobněji popsány níže. 2. 2. 1 Antropometrie Dle Pařízkové je antropometrie jednou z antropologických metod, tedy vědy o člověku. Je to soustava technik k měření lidského těla. Antropometrické metody jsou tradiční a jsou používány nejdéle. Metody slouží ke zjištění mnoha skutečností, jako je úbytek nebo přírůstek svalové hmoty, rozměry různých částí těla, například rozměr hlavy a obličeje má obrovský význam v čelistní ortopedii, ale nejen tam. Měření umožňuje i kontrolu růstu, určení sportovního typu nebo vhodné pracovní síly. V antropometrii můžeme dále vydělit vědy jako je somatometrie (měření tělesných rozměrů), osteometrie (měření kostí), kefalometrie (měření rozměrů hlavy) a kraniometrie (měření lebky). Podkladem pro měření je soustava antropometrických bodů na hlavě, trupu a končetinách. Jejich poloha byla stanovena mezinárodní dohodou. Jsou to většinou místa, kde je kostra překryta pouze kůží, nikoli svaly či tukem. Jak již bylo řečeno, existují mezinárodně uznávaná pravidla antropometrie, které byly zveřejněny zejména Rudolfem Martinem kolem roku 1929 v Berlíně. Dnes je antropometrie široce využívána v soudním lékařství, přírodovědě, anebo ve vědách společenských. Avšak měření je svým způsobem zavádějící a neobjektivní. Lékaři musí získaná data pečlivě analyzovat, hodnotit a dále je využívat. Například Matiegka rozčlenil tělo na 4 části (hmotnost skeletu, hmotnost kůže a podkožní tukové tkáně, hmotnost kosterního svalstva a hmotnost zbytku). Toto rozdělení odpovídá tříkomponentovému modelu, který rozlišuje tuk, vodu a sušinu, neboli podíl tuku, svalstva a kostní tkáně. Od jeho dob byla vytvořená celá řada dalších metod, které umožňovaly odhad složení těla. V současné době je nejčastější metodou pro odhad tělesného složení u nás metoda dle Pařízkové z roku 1962, která je složena součtem deseti kožních řas. Stále se používá i metody Matiegky, který měří 6 kožních řas i její obměna dle Drinkwatera (1980). Antropometrická měření jsou jednou z metod používaných ke zjišťování a sledování výživového stavu. Z výsledků antropometrického vyšetření lze určit celkové množství tuku 17
v těle, jeho rozložení a lze také zjistit, zda má jedinec sníženou nebo zvýšenou tělesnou hmotnost vzhledem ke svému věku a tělesné výšce. Při antropometrii k měřeným rozměrům lidského těla patří základní antropometrické charakteristiky, jimiž jsou tělesná výška a hmotnost, dále pak obvodové, šířkové a délkové rozměry. Součástí měření je také typologie, kterou dokážeme určit stavbu těla člověka a odhad složení těla (jak celkové, tak i složení v jednotlivých segmentech těla). Antropometrie však nemůže nahradit hematologická a biochemická vyšetření, může je pouze doplnit. Nicméně výsledky získané při antropometrickém vyšetření jsou dobrým ukazatelem dlouhodobé energetické rovnováhy, pomáhají vybrat rizikové jedince i skupiny populace a mají nezastupitelné místo v intervenčních programech. Antropometrické metody jsou také levné, časově nenáročné a je možné provádět měření v terénních podmínkách. A to můžeme považovat za velkou výhodu těchto metod. 2. 2. 1. 1 Antropometrické nástroje Stavbu těla je možné zhodnotit pomocí antropometrických nástrojů. Vývoj a změny tělesné stavby se zjišťují jak vážením, tak měřením šířkových, délkových, předozadních i obvodových rozměrů a dále také stanovením objemů. K měření nám mohou posloužit různé druhy kaliperů, antropometr, váhy (páková nebo nášlapná), měřická tyč, dotýkací kružidlo, posuvné měřidlo, prstenové měřítko, měřicí pás, pelvimetr, či krejčovský metr. Mezi nevýhody při měření pomocí těchto nástrojů patří nepřesnost. Proto je zapotřebí velká zkušenost antropometristy. Spolehlivost měření závisí také na výběru vhodného kaliperu a na správném nakalibrování. Chyby vzniklé měřením mohou ovlivnit celkový výsledek. Přípustné chyby měření jsou na hlavě ± 0,1cm a na těle ± 0,5cm. Při určení tělesné výšky je přípustná hodnota chyb ± 0,1cm. Za výhody můžeme považovat to, že vyšetření se dá provádět i v terénních podmínkách, je rychlé a měřeného nijak nezatěžuje. Mezi základní antropometrické nástroje patří váha, která měří tělesnou hmotnost, antropometr, který se využívá k měření délkových rozměrů, je to tyč s číselnou škálou a jezdcem. Dále se používá pelvimetr na měření šířkových rozměrů (např. šířky ramen, pánve) a rozměrů hlavy. Torakometr měří šířkové rozměry (např. hrudník). Pásová míra měří obvodové rozměry těla a kaliper měří tloušťku kožní řasy. Existuje mnoho typů kaliperů (např. typ Harpenden, Lange, Best a jiné). Každý z kaliperů má však různě stanovený tlak dotykových plošek, proto je nutné použít pro určité metody předepsaný typ kaliperu. 18
2. 2. 1. 2 Antropometrické body, idexy Antropometrické body Za antropometrické body považujeme body, které jsou na povrchu těla. Díky těmto přesně stanoveným bodům lze změřit tělesné rozměry. Tyto body se nachází na hlavě, těle a na horních a dolních končetinách. Ukázka antropometrických bodů je uvedena v příloze. Indexy Ke klasické antropometrii můžeme dále zařadit měření délkových, šířkových a obvodových rozměrů, z nichž je možno určit celou řadu indexů. Vyhodnocené indexy pak charakterizují stavbu těla. „Indexy mají charakter poměru, který má v čitateli zvolený rozměr násobený 100 a ve jmenovateli hodnotu tělesné výšky, délky přední stěny trupu nebo výšky v sedě. Na základě zjištěných hodnot indexů pak můžeme posoudit rozměry jednotlivých částí těla (např. vzhledem k běžné dospělé populaci), nebo přiměřenost tělesné hmotnosti k tělesné výšce.“ (Kutáč, 2009, s. 6). Hmotnostně výškové indexy Výpočet BMI (Body mass index) Nejčastěji používaný index pro stanovení přibližného stupně obezity. Postup měření je velice jednoduchý. Tělesnou hmotnost v kilogramech podělíme druhou mocninou výšky v metrech, tedy dle vzorce BMI = tělesná hmotnost (kg) / výška (m)2. Existují rozdílné názory na to, které normy by se měli používat. Tato metoda výpočtu je považována za jednodušší formu zjištění tělesné hmotnosti. Ovšem vadou je, že se nedá použít u dospělých s vysokým stupněm SMM (hmota kosterního svalstva), u dětí a osob starších 65 let a u těhotných žen. Tento index není schopen určit vlastní složení těla (např. % tuku v těle). Norma BMI pro muže je kolem 22,0, pro ženy 21,5 pro západní ženy a pro ženy z Asie 21,0. Rozsah normy je pak 18,5 – 24,9 a to jak pro muže, tak pro ženy.
19
Tabulka 1. Mezinárodní klasifikace nadváhy a obezity podle BMI (upraveno dle http://apps.who.int)
Klasifikace
BMI
kg/m2
Podváha
< 18,50
Těžká podváha
< 16,00
Středně těžká podváha
16,00 ~ 16,99
Mírná podváha
17,00 ~ 18,49
Normální váha
18,50 ~ 24,99
Nadváha
25,00 ~29,99
Obezita
30,00
1. stupeň obezity
30,00 ~ 34,99
2. stupeň obezity
35,00 ~ 39,99
3. stupeň obezity
40,00
Mezi další indexy patří např. Rohrerův index (RI), který se dá také nazvat jako index tělesné plnosti. Quetelet – Bouchardův index (QBI) je index hmotnosti na 1 cm tělesné výšky. Pignet – Varvaekův index se skládá z tělesné výšky, hmotnosti a obvodu hrudníku. Dále existuje např. index Brocův, Kaupův, Erismanův a F-index. Indexy vypočítané z délkových a výškových rozměrů Do této skupiny indexů patří hodnocení délky trupu, horních končetin a dolních končetin. (dělení dle Bruhsche). Dále existují indexy pro hodnocení šířky ramen, šířky pánve, hodnocení obvodu hrudníku a velmi často používaný WHR index, waist hib ratio (poměr boků a pasu). Díky tomuto indexu lze určit riziko výskytu abdominální obezity, ale i riziko civilizačních chorob.
20
2. 2. 1. 3 Odhad složení pomocí antropometrických metod Existuje velké množství antropometrických metod, zjišťujících tělesné složení. Mezi nejznámější se dají zařadit metody kaliperace Matiegky a Pařízkové. Kožní řasy jsou měřeny pomocí speciálních měřidel, tzv. kaliperů. Tloušťka kožních řas nám dává informace o množství tuku na různých místech. Měření provádíme pomocí několika druhů kaliperů. „U nás byl původně zaveden na konci 50. let minulého století modifikovaný Bestův kaliper, kde je možno standardizovat stálý tlak na měřenou kožní řasu.“ (Pařízková et al. 2007, s. 72). Dále se používá kaliper typu Harpenden. U něho však tlak standardizovat nelze. Langeho kaliper měl podobné vlastnosti. Každá kaliper je jiný, liší se velikostí, tvarem. Proto není možné srovnávat výsledky, když měření nebylo prováděno stejným typem kaliperů. (Pařízková et al., 2007). 2. 2. 1. 3. 1 Provedení měření pomocí kaliperu Palcem a ukazovákem pevně uchopíme kožní řasu v tom místě, kde má být její tloušťka změřena. Řasa se tahem oddělí od svalové vrstvy, která leží pod ní. Dotykové plošky kaliperu umístíme za vrchol ohybu kůže. Uvolníme prsty, kterými držíme měřidlo, tak začne působit tlak na kožní řasu. Vzdálenost měřících ploch kaliperu od prstů je asi 1 cm. Odečítáme na stupnici měřidla nejdéle 2 s od okamžiku, kdy tlak začne působit. Pro zvýšení přesnosti měření doporučujeme každou hodnotu zjišťovat 3x. Jako výsledek zapisujeme střední hodnotu naměřenou ze tří pokusů. Naměřené hodnoty jsou dále dosazovány do tzv. regresivních rovnic. Tím můžeme určit množství tuku v těle. U nás se nejvíce používají rovnice dle Pařízkové, Matiegky, ale i rovnice dle Durnina a Rahamana. Je nutné používat rovnice pro tu populaci, které je určena. Existují totiž různé rovnice pro děti a pro dospělé. Spolehlivost měření kožních řas pomocí kaliperu zkoumali Kutáč a Gajda (2005). Měřili 4 kožní řasy kaliperem typu Best. Zjištěné výsledky ukázali na vysokou hodnotu spolehlivosti měření. Avšak takovéto míry spolehlivosti se podaří dosáhnout pouze zkušenému antropometristovi, který má dostatečnou praxi.
21
Obrázek 2. Měření pomocí kaliperu (upraveno dle http://www.inbody.cz/historie.php) 2. 2. 1. 3. 2 Matiegkova metoda Tato metoda vychází z měření tělesný výšky, hmotnosti, obvodových a šířkových rozměrů a šesti kožních řas. Na základě těchto údajů lze vypočítat hmotnost kostry, kůže a podkožní tkáně, svalstva a hmotnost zbytku. Matiegka používá jednu rovnici bez ohledu na věk a pohlaví. (Haladová, Nechvátalová, 2010). Tloušťku kožních řas měříme kaliperem typu Best v centimetrech. Výhodou této metody je její časová nenáročnost, terénní dostupnost a také to, že je poměrně levná. Hmotnost kostry O = o² ∙ L ∙ k1
o1 – šířka epikondylu humeru
O = (o1 + o2 + o3 + o4) / 4
o2 – šířka zápěstí o3 – šířka dolní epifýzy femuru o4 – šířka kotníků L - výška těla k1 – 1, 2
Hmotnost kůže a podkožní tkáně D = d ∙ S ∙ k2 22
d = ½ (d1 + d2 + d3 + d4 + d5 + d6 / 6)
d – výsledný součet kožních řas d1 – kožní řasa nad biceps brachii d2 – kožní řasa na předloktí d3 – kožní řasa nad quadriceps f. d4 – kožní řasa na lýtku d5 – kožní řasa na hrudníku d6 – kožní řasa na břiše k2 – koeficient (k2 = 0,13) S – povrch těla
S = 71,84 ∙ hmotnost 0,425 ∙ výška 0,725 Kožní řasa na bicepsu paže – odebírá se v místě největšího obvodu Kožní řasa na předloktí – na vnější straně předloktí v místě největšího obvodu Kožní řasa nad quadriceps femoris – v polovině délky Kožní řasa na lýtku – v místě největšího obvodu Kožní řasa na hrudníku – ve výšce 10. žebra Kožní řasa na břiše – ve středu břicha Hmotnost svalstva M = r2 ∙ L ∙ k r = ( r1 + r2 + r3 + r4 ) / 4 r1 – obvod paže – kožní řasa na tricepsu – kožní řasa na bicepsu paže r2 – obvod předloktí – kožní řasa na předloktí r3 – střední obvod stehna - kožní řasa na stehně r4 – maximální obvod lýtka - kožní řasa na lýtku L – tělesná výška k – koeficient ( k3 = 6,5) Po tomto výpočtu zjistíme úpravou rovnice hmotnost zbytku a nakonec můžeme určit procentuální podíl hmotností jednotlivých komponent k celkové hmotnosti probanda.
23
Hmotnost zbytku R = hmotnost těla, (O + D + M) (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006). 2. 2. 1. 3. 3 Metoda Pařízkové Pařízková propracovala Brožkovu metodu a dokázala stanovit rozvoj tuku v těle v průběhu celého života. Podíl tuku dle Pařízkové se počítá pomocí rovnic založených na základě měření deseti kožních řas. Pařízková vychází z měření deseti kožních řas na trupu a končetinách a ze stanovených regresivních rovnic pro jednotlivé věkové skupiny. Užívá dvou rovnic pro děti (chlapce i dívky) od devíti do dvanácti let, jedné rovnice pro třinácti až šestnáctileté chlapce a dívky, dále používá dvě rovnice pro sedmnácti až pětačtyřicetileté a pak pro muže a ženy nad věkovou hranice 45 let. (Haladová, Nechvátalová, 2010) Je vhodné kombinovat měření kožních řas s výpočtem BMI. Kožní řasy měříme v milimetrech. Měření 10 řas dle Pařízkové a jejich přesná lokalizace Měření je prováděno kaliperem typu Best. 1. řasa na tváři – probíhá vodorovně ve spojnici tragus – nozdry, měří se přímo pod spánkem tak, aby nebyl vzat tukový polštář tváře (tragus je chrupavčitý výběžek před ústím zevního zvukovodu) 2. řasa na podbradku – probíhá svisle, měří se přímo nad jazylkou, pod bradou, hlava je mírně zvednuta, kůže na krku nesmí být napnutá 3. řasa na hrudníku I – probíhá šikmo, měří se nad velkým prsním svalem v místě předního podpažního záhybu (v přední axilární čáře) 4. řasa na hrudníku II – měří se ve výši 10. žebra, probíhá paralelně se žebry v průsečíku 10. žebra a přední axilární čáry 5. řasa nad tricepsem – probíhá svisle, měří se nad trojhlavým svalem pažním v polovině vzdálenosti acromion-olecranon (na zadní straně paže), paže visí volně podél těla řasa 24
6. řasa subscapulární – probíhá ve směru od páteře šikmo dolů v úhlu 45°, pod dolním úhlem lopatky 7. řasa na břiše – probíhá vodorovně, měří se v 1/3 vzdálenosti, pupek – horní přední kyčelní trn (blíže pupku) 8. suprailiakální – probíhá podél průběhu hřebene kosti kyčelní, měří se v průsečíku hřebene a přední axilární čáry 9. stehno – řasa nad patellou – probíhá svisle, měří se přímo nad čéškou, dolní končetina je uvolněná, ohnuta v koleně a opřena o špičku nohy 10. lýtko – měří se asi 5 cm pod fossa poplitea (podkolenní jamka) (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006). 2. 2. 1. 3. 4 Metoda dle Drinkwatera a Rosse Jejich metoda vychází z Matiegkovy metody. Pro výpočet se užívá modelových hodnot a jejich směrodatných odchylek. 2. 2. 1. 4 Antropometrie v Rusku Antropometrické metody byly využívány i v carském Rusku. Vyšetřovatelé již nestačili na identifikace zločinců. Nejprve využívali fotografie, ale bylo to jak finančně náročné, tak později i zbytečné, protože zločinci rychle měnili svůj vzhled, proto bylo nutností najít vhodnější a praktičtější metody, které budou efektivnější. Ruský právník G. Sliozberg narazil v roce 1888 na práci Bertillona a na základě jeho, ale také svých poznatků vypracoval Antropometrický systém, který určoval shodnou identitu zločinců. Poté byla v Petrohradu o dva roky později založena Antropometrická kancelář. Další kanceláře pak vznikaly v Moskvě a Vladivostoku. Profesor vojenské lékařské akademie A. I. Tarencký rozšířil měření o další charakteristiky.
25
Základem pro rozvoj anatomie člověka v Rusku se stali práce A. P. Protasova, S. G. Zabělina, A. Šumljanského a dalších. Velkou roli pro rozvoj antropologie sehráli revoluční demokraté, především N. G. Černyševskij. N. N. Miklucho-Maklaj jako první vytvořil antropologickou ideu o rovnosti lidských ras. Zakladatelem antropologické školy Moskevské univerzity byl profesor zoologie A. P. Bogdanov, jehož škola měla vliv na rozvoj celého Ruska. V roce 1864 vytvořil Antropologický ústav. Metody antropometrie zkoumali D. I. Aron, B. B. Bunak, P. I. Zenkevič, A. I. Jarcho. Viktor Valerianovič Bunak (1891-1979), profesor moskevské univerzity, byl významný ruský antropolog, jeden ze zakladatelů sovětské antropologické školy. 2. 2. 2 BIA (Bioelektrická impedanční analýza) Tato moderní metoda je rychlá a levná. Měří kompozici těla malým, bezpečným elektrickým proudem, který prochází tělem. Mimobuněčná voda se měří nízkofrekvenčním proudem (nižším než 50kHz) a nitrobuněčná voda se měří vysokofrekvenčním proudem (vyšším, než 200kHz). Proud volně prochází tekutinami ve svalových tkáních, ale při průchodu tukovými tkáněmi se setkává s odporem. Tento odpor tukových tkání vůči průchodu proudu se nazývá „bioelektrická impedance" a je přesně měřen přístrojem na měření tělesného tuku. Tukuprostá hmota, která obsahuje vysoký podíl vody a elektrolytů je dobrým vodičem, zatímco tuková tkáň se chová jako izolátor, tudíž špatný vodič (Heyward, Wagner, 2004). Impedanci můžeme vypočítat změřením proudu a napětí, na základě Ohmova zákona. (R=V/I). Z hodnot impedance jsou pak vypočteny hodnoty celkové tělesné vody (TBW), procento tělesného tuku (FM), tukuprostá hmota (FFM) a další hodnoty. Předností této metody je rychlost, bezpečnost, lehké provedení měření, které vyžaduje minimální školení. Proto jsou přístroje bia velmi oblíbené a používají se v nemocnicích, zdravotních centrech, ale třeba i ve fit centrech.
2. 2. 2. 1 Přístroje bioelektrické impedance V současné době se využívají tzv. bipolární přístroje. To jsou přístroje, kdy elektrický proud prochází pouze horní částí těla. Existují také přístroje, kdy elektrický proud prochází 26
pouze dolní částí těla a to jsou tzv. bipedální přístroje. Pro výzkumné účely se používají tetrapolární přístroje se čtyřmi elektrodami, kdy proud prochází jak horní, tak dolní částí těla. Mezi takové přístroje můžeme řadit Tanitu a InBody. Osobní tukoměry První přístroje pro měření tuku technologií BIA byly ruční tukoměry. Měření impedance probíhá pouze v horní polovině těla a výsledky měření jsou ovlivněny typem obezity a zadávanými údaji. Medicínské váhy Pro měření tuku technologií BIA se také používají osobní váhy. Měření impedance probíhá v dolní polovině těla a výsledky měření jsou ovlivněny typem obezity. Analyzátory tuku Pro přesné měření složení těla se používají profesionální analyzéry. Měření probíhá v dolní i horní polovině těla a výsledky měření nejsou ovlivněny typem obezity. Proto tyto přístroje používají především odborníci v oblasti zdraví a sportu. Data získaná měřením jsou velice přesná a umožňují získat o měřené osobě podrobné informace. Tyto informace lze většinou převést do počítače k dalšímu zpracování, jako jsou různé statistiky, průběh měření a podobně.
27
3 Cíle práce Cílem této práce je srovnání vybraných parametrů tělesného složení metodou bioelektrické impedance prostřednictvím přístrojů Bodystat, InBody 720 a Tanita BC-418 u jedné probandky ve věku maturus. 3. 1 Dílčí cíle Práce si klade následující dílčí cíle: 1. Zpracovat přehled metod na hodnocení tělesného složení 2. Zjistit rozdíly ve výsledcích měření na jednotlivých přístrojích 3. Kazuistické zpracování měření probandky
28
4 Materiál a metodika 4. 1 Základní charakteristika souboru Výzkum byl prováděn pouze na jedné osobě, a to v měsíci březnu roku 2011. Vyšetřovaná osoba podstoupila měření na přístrojích bioelektrické impedance. A to na přístroji Bodystat, InBody 720 a Tanita BC-418. Zpracování má formu kazuistiky. 4. 2 Průběh šetření Měření probandky probíhalo metodou bioelektrické impedance na přístrojích Bodystat QUADSCAN, InBody 720 a Tanita BC-418.. Před měřením byla probandce zjištěna její tělesná výška [cm], hmotnost [kg] a věk. Tyto informace byly přeneseny do jednotlivých přístrojů. Před samotným začátkem měření si musela probandka sundat všechny kovové předměty (prstýnky, řetízky, opasky apod.), které by mohli ovlivnit výsledky měření. Poté si probandka stoupla vzpřímeně na elektrody InBody a Tanity bosýma nohama, do obou rukou uchopila držadlo a ruce držela mírně od těla. U vyšetření přístrojem Bodystat se probandka položila na záda a byly jí připevněny elektrody na horní a dolní končetiny. Testování provedla slečna Renáta Slezáková. Celé měření proběhlo standardně předepsaným způsobem. 4. 3 Metoda BIA Na této metodě jsou založeny přístroje Tanita, Bodystat a InBody . 4. 3. 1 Bodystat Jedna z největších světových firem zabývajících se vývojem analyzátorů tělesného složení a monitorů objemu tělesných tekutin na principu bioimpedanční analýzy. Jsou to profesionální analyzátory složení těla. Mají obrovské zastoupení na klinikách obezitologie, nefrologie, kardiologie, diabetologie, pediatrie a onkologie, ale i v nutričních poradnách, fit a wellness poradnách. Bodystat podává informace o tuku, aktivní hmotě, celkové hmotnosti, celkové tělesné vodě, BMI, o vypočteném bazálním metabolismu, celkovém energetickém příjmu a o naměřené hodnotě BIA. 29
Výhodami bodystatu je snadné, rychlé a bezpečné použití. Je lehce přenosný, autokalibrovaný, má zabudovanou paměť pro 100 měření. Vyšetření na tomto přístroji není ani příliš drahé, pohybuje se od 70 Kč až po 500 Kč. Jednotlivé typy přístrojů Bodystat 1500 je přístroj, který se používá především v ordinacích („EKG obezitologa“) Bodystat 1500 MDD je vhodný k měření dětí, obsahuje rovnici pro věk 6-12 let DualScan, Multi Scan monitorují intra a extracelulární tělní tekutiny Quadscan je čtyř-frekvenční přístroj, který měří tuk a aktivní hmotu, ECT, ICT, CTV, bezvodou aktivní hmotu (svalstvo a kostní hmota), BMI, metabolické výpočty (BM, CEV), impedanční hodnoty při frekvencích 5, 50, 100 a 200 kHz
Obrázek 3. Bodystat 1500 (upraveno dle www.bodystat.com)
30
4. 3. 2 Tanita Od roku 1990 jsou to celosvětově nejprodávanější váhy s tělesnou analýzou. V současné době je v prodeji několik druhů těchto vah. Jejich cena se odvíjí podle jejich funkcí od nejlevnějších po nejdražší, které již dokáží stanovit velké množství informací. Dražší váhy poskytují informace jako je měření tělesného tuku, hmotnostního podílu svalů a kostí, bazální metabolismus, metabolický věk, celkovou fyzickou kondici. Tanita BC-418 je přístroj založený na metodě BIA, ale měří pouze frekvencí 50kHz. Nevýhodou je, že měří pouze celkovou tělesnou vodu narozdíl od multifrekvenčního přístroje InBody. Je složen z osmi elektrod, dvě na každou ruku a dvě na každou nohu. Měřením na tomto přístroji můžeme získat informace o celkové hmotnosti, procentu tělesného tuku, hmotnosti tělesného tuku, hmotnosti svalů. Dále přístroj podává informace o BMI, TBW a je schopen vypočítat BMR.
Obrázek 4. Ukázka přístroje Tanita BC-418 (upraveno dle http://www.kuchynskevahy.com/product_info.php?products_id=767)
31
4. 3. 3 InBody Přístroje InBody jsou využívány především odborníky. InBody je vyzdvihováno světovými medicínskými experty a profesionály díky své schopnosti analyzovat široké spektrum hodnot složení těla a také díky své vysoké spolehlivosti. Jedná se o jeden z nejspolehlivějších přístrojů pro diagnostiku a analýzu složení lidského těla – tzv. analyzátor. Samotné testování je velmi rychlé a jednoduché, jelikož trvá okolo 30-ti sekund. Přístroj je schopen změřit nestandardní skupiny, jako jsou děti, starší lidé, obézní lidé a sportovci. Jak je uvedeno na webu www.biospace.cz, technologie InBody je výjimečná a bezkonkurenční. Je patentována jako jediná technologie svého druhu ve vyspělých zemích světa včetně USA, Japonska a evropských zemích. Použitím metody 8-bodových dotykových elektrod, InBody měří tělo po segmentech pomocí nejpřesnější technologie DSM-BIA (Direct Segmental Multi-frequency). Tato technologie se liší od dřívější BIA tím, že již nebere tělo jako jeden celek, ale rozděluje ho na pět segmentů (čtyři končetiny a trup), je to tzv. přímo rozdělující více-frekvenční technologie. Tělem pak prochází čtyři elektrická napětí a čtyři proudy, které měří každou z pěti částí (segmentů těla). Více frekvencí zajišťuje přesnost měření intra a extracelulární tekutiny. Nejvíce frekvencí má přístroj InBody 720. Jednotlivé přístroje lze rozdělit dle jejich funkcí, ale také dle použití různých frekvencí. Analýzou složení těla pomocí přístroje InBody můžeme zjistit složení těla, množství tuku, svalů, vody, útrobní tělesný tuk, ale můžeme diagnostikovat obezitu, sestavit cvičební plán a mnoho dalších informací.
Obrázek 5. Ukázka segmentálního měření těla (upraveno dle http://www.inbody.cz/pristrojebia.php) 32
Jednotlivé druhy přístrojů InBody InBody R20 Je to více-frekvenční bioimpedanční analyzér složení těla. Měření impedance za použití dvou různých frekvencí (20 a 100 kHz). Je to přístroj, který díky vodivosti a odporu lidského těla dokáže přesně určit, kolik má tělo vody, tuku, svalové hmoty, minerálů a dalších ukazatelů. Navíc dokáže provést výpočet BMI, WHR a BMR. Obrázek InBody R20 je přiložen v příloze. Přístroj používá také 8 dotykových elektrod, jimiž je do těla vpouštěn proud o různém napětí a proudění, díky čemuž získáváme 5 různých impedancí pro trup a horní a dolní končetiny. Díky této technologii je možné dosáhnout přesného stanovení celkového složení a také změření svalové hmoty v jednotlivých segmentech těla (www.inbody.cz). InBody 220 Analyzuje tělesnou kompozici, svalstvo a tuk s použitím dvou frekvencí (20 a 100 kHz). Taktéž používá 8 dotykových elektrod a měří 5 impedancí. Určuje celkové množství vody v těle, proteiny, minerály, hmotnost tuku, hmotnost kosterního svalstva, celkovou hmotnost těla a hmotnost těla bez tuku, procento tělesného tuku, dále stanoví poměr pasu a boků, nutriční hodnoty, bazální metabolismus. Také dokáže diagnostikovat obezitu a dokonce odhalit i skrytou obezitu. Poskytuje informace o množství spotřebované energie v kcal při cvičení. Napomáhá posoudit zdravotní stav a navrhuje optimální výši váhy (www.inbody.cz). Obrázek InBody 220 můžeme vidět v příloze. InBody 230 Je nejrozšířenějším přístrojem v InBody centrech. Probíhá 10 měření impedance pomocí dvou frekvencí (20 a 100 kHz) na každém z pěti segmentů (pravá, levá horní končetina, trup a pravá a levá dolní končetina). Díky tomuto zařízení lze získat informace o vnitrobuněčné vodě, mimobuněčné vodě, proteinech, kostních, nekostních minerálech, tukové hmotě, kostní a svalové hmotě, beztukové hmotě, váze, BMI a WHR. Dále podává informace o svalové hmotě v jednotlivých 33
tělesných segmentech, procentu svaloviny v jednotlivých tělesných částech, o Edema indexu, obsahuje růstový graf pro děti. Provádí nutriční diagnózu (proteiny, minerály, tuk, Edema index). Stanovuje tělesnou vyváženost, tělesnou sílu, zdravotní diagnózu, také dokáže určit cílovou váhu, stupeň obezity, BCM, BMC, BMR, AC, AMC (www.inbody.cz). Přístroj InBody 230 můžeme vidět na obrázku v příloze. InBody J10 Probíhá 15 měření impedancí za pomoci tří frekvencí (5, 50 a 250 kHz) opět na všech pěti segmentech těla. Přístroj podává informace o celkové vodě, proteinech, kostních a nekostních minerálech, tukové hmotě, kostní a svalové hmotě a váze. Dále měří BMI, procentuální podíl tělesného tuku, poměr pasu k bokům (WHR), svalovou hmotu a procento svaloviny v jednotlivých segmentech těla. Stanovuje nutriční diagnóza (proteiny, minerály, tuk, Edema index), tělesnou vyváženost, sílu, zdravotní diagnózu, také cílovou váhu, kontroluje váhu, tuk a svaly, stav tělesné zdatnosti a stupeň obezity (www.inbody.cz). Obrázek přístroje InBody J10 je k vidění v příloze. InBody 720 Analýza složení těla tohoto přístroje je založena na prostorovém modelu, který předpokládá, že tělo se skládá ze čtyř různých elementů: z celkové tělesné vody, bílkovin, minerálů a tělesného tuku. Poměr těchto složek se mění s věkem, pohlavím a se zdravotním stavem. Analýza je velmi důležitá, dokáže diagnostikovat složky těla a tím informovat probanda, jakým směrem jít ke správné kondici a zdravotnímu stavu. Mít dobrou hmotnost neznamená být zdráv a ve formě. Klasická váha nedokáže rozlišit, kolik kg zaujímá tuk a kolik svalová hmota. U přístroje InBody 720 prochází elektrický proud o šesti různých frekvencích 1, 5, 50, 250, 500 a 1000 kHz a probíhá 30 měření impedance na každém z pěti segmentů. InBody720 měří tělesnou vodu jejím rozdělením do nitrobuněčné a mimobuněčné vody a pro výpočet rovnováhy tělesné vody používá index otoku (edema index). Index otoku ukazuje celkový a segmentový otok. Zdravá osoba má shodný podíl nitrobuněčné a mimobuněčné vody. Otok se objeví, když se hodnota mimobuněčné vody z nějakého důvodu 34
zvýší. Rozsah normy pro index otoku (ECW/TBW) je mezi 0,36 a 0,40. Jakýkoliv dosažený výsledek nad 0,40 může být považován za příklad otoku. Edema index = mimobuněčná voda / celková tělesná voda InBody 720 dokáže vypočítat BMI, procentuální podíl tělesného tuku a poměr pasu k bokům (WHR). Také umí zjistit svalovou hmotu v jednotlivých segmentech těla, procento svaloviny, edema index, také stanoví nutriční diagnózu, tělesnou vyváženost, sílu a diagnózu zdraví. Určí cílovou váhu, kontroluje tuk, svaly a tělesnou zdatnost, také stupeň obezity, dále BCM, BMC, BMR, AC a AMC. Díky paměti dokáže uchovat výsledky z předcházejících deseti testů (www.inbody.cz).
Obrázek 6. InBody 720 (upraveno dle http://www.biospace.cz)
35
Nutné postupy prováděné před měřením Přesnost testu složení těla je závislá na vyšetřované osobě a na prostředí, ve kterém se test provádí. Také správné držení těla, jak již bylo uvedeno výše, při provádění analýzy zvyšuje přesnost výsledků testu. Je třeba, aby analyzovaná osoba před provedením jakéhokoli měření držela půst po 12 hodin, nekonzumovala 12 hodin před měřením alkohol, v den testu necvičila a nesprchovala se, před měřením by měla navštívit toaletu, dále by měla být naboso (bez bot i bez ponožek). Není nutné, aby byla testovaná osoba bez oblečení, jelikož na InBody se dá nastavit váha oblečení, která se dá odečíst. Měření by se nemělo provádět během menstruačního cyklu. Test by měl být prováděn při normální pokojové teplotě (20-25°C). Člověk by měl před testem alespoň pět minut zůstat stát v klidu. Pacient by si neměl natírat ruce mastným krémem, mohlo by to ovlivnit výsledky měření. Jediný, kdo nesmí analýzu na bioimpedančních přístrojích podstoupit jsou osoby s kardiostimulátorem. Naopak přístroj změří a poskytne výsledky všem od 6 – 99 let. Vyšetření se mohou podrobit i těhotné ženy, narozdíl od rentgenu nebo CT. Samotné testování na InBody 720 Nejprve je nutné zadat přesnou váhu vyšetřované osoby, dále pohlaví a věk. Velmi důležité je zaujetí správného držení těla. Palec musí být umístěn na horní části rukojeti, zatímco ostatní čtyři prsty drží spodní část rukojeti. Lokty musí být srovnány a mezi tělem a podpažím musí být trochu místa. Jestliže nejsou rukojeti během testování správně uchopeny, může dojít k nesprávnému odhadu složení těla vyšetřované osoby. Před postavením na podložky pro chodidla je nutné sundat si ponožky. Pokud je to možné, je lepší mít na sobě lehké prádlo. Také je potřeba odstranit vše z kapes, vypnout všechny přístroje, také sundat všechny prstýnky, náramky a řetízky apod. Poté je možné postavit se chodidly na podložku. Nejprve bude provedeno čtení váhy. Během vážení se pacient nesmí držet rukojeti, ani se nijak pohybovat. Jakmile je analýza složení těla vyšetřované osoby dokončená, přístroj upozorní na konec vyšetření nejen vizuálně, ale i zvukově. Proband může opustit přístroj poté, co umístí rukojeti zpět na své místo na držáky. Výsledky jsou automaticky vytištěny.
36
Obrázek 7. Ukázka správného postoje a držení těla na InBody 720 (upraveno dle http://www.madinauto.co.cc/inbody-720.html&page=5) Komu je měření určeno Informace o měření by mělo být důležité pro každého z nás, abychom znali, jak je na tom naše stavba těla, zda nám nehrozí nějaké zdravotní riziko spojené s nadváhou či obezitou a stejně tak rizika z velmi nízké váhy. Obzvláště informace poskytnuté měřením na InBody ocení lidé, kteří se snaží redukovat tělesné tuky, lidé podstupující úpravu stravovacích zvyklostí, lidé držící nejrůznější diety, aby se ověřilo, že jejich úbytky na hmotnosti jsou z tuku a ne ze svaloviny, dále sportovci, lidé po nemoci, ženy po menopauze atd.
37
5 Výsledky Pro zpracování této diplomové práci jsem použila jednu probandku, která byla měřena na třech různých přístrojích bioelektrické impedance (Bodystat, Tanita BC-418 a InBody 720). Ve výsledcích jsem se zaměřila především na srovnání naměřených hodnot na jednotlivých přístrojích. Největší pozornost jsem věnovala hodnotám jako je celková tělesná voda, množství tuku a množství svalů v jednotlivých segmentech těla. Tabulka 2. Základní údaje vyšetřované osoby Pohlaví
žena
Věk
47
Výška [cm]
157,0
Hmotnost [kg]
51,0
Tabulka 3. Analýza tělesného složení probandky dle InBody 720 Komponenty
Intracelulární
Naměřené
Celková
Štíhlá
Tukuprostá Průměrné
hodnoty
tělesná
tělesná
hmota
voda
hmota
19,5
16,6 ~ 20,4 31,2
tekutina [l] Extracelulární
hodnoty
40,2
11,7
42,8
10,2 ~ 12,4
tekutina [l] Proteiny [kg]
8,4
7,2 ~ 8,8
Minerály [kg]
3,11
2,48 ~ 3,04
Tělesný tuk [kg]
8,3
10,5 ~ 16,9
Dle naměřených a průměrných hodnot můžeme vidět, že všechny komponenty jsou v normě, jen hodnota tělesného tuku se nachází na spodní hranici průměru. 38
Existují určité standardy pro množství tukové tkáně v těle, které ukazují zdravotní minimum tuku a hranici obezity. Tyto standardy jsou odlišné pro muže i ženy a různé věkové skupiny. Standardy % FM pro muže a ženy (dle Lohmana, 1992) Muži
Ženy
zdravotní minimum tuku
<5
8–12
nízká hodnota (podprůměr)
6–l4
9–22
střední hodnota (průměr)
15
23
vysoká hodnota (nadprůměr)
16–24
24–31
norma pro obezitu (riziko)
> 25
> 32
Podle Riegerová et al. (2006) má nízký obsah tuku za následek různé dysfunkce. Důvodem je to, že určité množství tuku je nutné pro zachování základních fyziologických funkcí: fosfolipidy jsou využívány ke stavbě buněčných membrán, lipoproteiny slouží k transportu lipidů a cholesterolu a mnohé další. Oproti tomu vysoké zastoupení podkožního tuku vede k obezitě, což má za následek mnoho jiných zdravotních rizik a komplikací, jako je zvýšené riziko výskytu onemocnění diabetes mellitus, kardiovaskulárních onemocnění, snížená celková pohyblivost těla a mnohé další. Tabulka 4. Srovnání hodnot na různých přístrojích Bodystat
Tanita BC-418
InBody 720
Průměrné hodnoty
BMI [kg/m2]
20,7
20,8
20,8
20,76
TBW [l]
32,0
30,7
31,2
31,3
ICW [l]
15,9
-
19,5
17,7
ECW [l]
14,7
-
11,7
13,2
BMR [kcal]
1297
1226
1295
1272
FFM [kg]
-
42,0
42,8
42,4
BFM [kg]
11,8
9,3
8,3
9,8
Průměrné BMI 20,76 dle tabulkových hodnot (tabulka 1) odpovídá normě. Průměrné hodnoty celkové tělesné vody a bazálního metabolismu se také nachází na hranicích normy. Bazální metabolismus závisí především na pohlaví, věku a množství svalové hmoty. 39
Trénovaní jedinci mají vyšší BMR než netrénovaní, mladší mají vyšší BMR než starší lidé, muži mají BMR vyšší než ženy. Tabulka 5. Množství tukové a svalové hmoty v jednotlivých segmentech těla, dle přístroje Tanita BC-418 Dolní končetina
Horní končetina
pravá
pravá
%
levá kg
%
kg
%
Průměrné Trup
levá kg
%
kg
hodnoty
%
kg
%
20,02 1,88
Tuková hmota
23,5 2,3
26,1 2,5
18,0 0,4
19,1 0,5
13,4
3,7
Svalová
-
-
-
-
-
22,7 -
6,9
6.5
1,9
1,8
kg 7,96
hmota
Tabulka 6. Množství svalové hmoty v jednotlivých segmentech těla, hodnota segmentálního otoku, dle přístroje InBody 720
Svalová hmota [kg] Edema 1
Dolní končetina
Horní končetina
Průměrné
pravá
levá
pravá
levá
Trup
hodnoty
6,81
6,88
2,07
2,03
18,3
7,22
0,386
0,356
0,378
0,385
0,374
0,38
0,339
0,310
0,332
0,338
0,327
0,33
Segmentální (ECW/TBW) otok
Edema 2 (ECF/TBF)
Vysvětlivky: Edema 1 – extracelulární voda/celková voda (ECW/TBW), Edema 2 – extracelulární tekutina/celková tekutina (ECF/TBF)
40
Zvýšené hodnoty indexu Edema 1 vypovídají o větším množství tekutin v extracelulárním prostředí, které mohou zapříčiňovat otoky. Standardní hodnoty indexu Edema 1 se nachází v rozmezí 0,36-0,40. To samé platí u indexu Edema 2, pokud jsou hodnoty tohoto indexu vyšší než 0,36 může dojít k tvorbě otoků. Když se podíváme na průměrné hodnoty otoku u vyšetřovaného, vidíme, že jsou v normě a k žádným otokům nedochází. Pokud srovnáme průměrnou hodnotu svalové hmoty těla z tabulky 5. a 6. vidíme pouze nepatrný rozdíl ve výsledcích. Přístrojem Tanita BC-418 jsme naměřili 7,96 kg a přístrojem InBody 720 jsme naměřili hodnotu svalové hmoty 7,22 kg.
41
6 Závěry V této práci se podařilo zpracovat přehled metod na hodnocení tělesného složení a na základě vybraných metod uvést výsledky formou kazuistiky. Na základě analýzy tělesného složení můžeme říci, že probandka se jeví jako průměrný, zdravý typ, všechny naměřené hodnoty jsou v normě. Hodnota celkové tělesné vody, proteinů a minerálů je v normě, rovněž naměřená hmotnost a predikce kosterního svalstva. Vypočítané BMI také odpovídá tabulkovým hodnotám normy. Jen množství tělesného tuku se nachází na spodní hranici normy. Z výsledků, které hodnotí svalovou rovnováhu vyplývá, že u probandky nebyla zjištěna disproporcionalita svalů, také celková svalová síla je v normě. Rozdíl ve výsledcích měření na jednotlivých přístrojích je nepatrný, ale to je pravděpodobně zapříčiněno tím, že u probandky je malé množství tuku, který je rozložen proporcionálně.
42
7 Souhrn Celkové zpracování této práce vyplývá ze stanovených cílů. Bakalářská práce byla zaměřena především na využití metod, které hodnotí tělesné složení. V této práci je popsána historie a vývoj těchto metod. Řeč je o metodách antropometrických, ale obzvláště o metodách bioelektrické impedanční analýzy. Práci můžeme rozdělit na část teoretickou a výzkumnou. První část se zabývá shrnutím poznatků z oblasti antropologie, antropometrie a BIA do jednoho přehledného celku. Druhou část tvoří samotné vyšetření na přístrojích bioelektrické impedance. Měření proběhlo u jedné probandky ve věku maturus v měsíci březnu roku 2011. Výsledky měření byly zpracovány kazuistickou formou experimentu. Cílem je srovnání vybraných parametrů tělesného složení metodou bioelektrické impedance prostřednictvím přístrojů Bodystat, InBody 720 a Tanita BC-418. Na základě analýzy tělesného složení vyplývá, že probandka je průměrný, zdravý typ. Níže uvedené hodnoty měření jsou průměrem ze všech tří přístrojů. Váha probandky odpovídá její výšce, z čehož vyplývá BMI 20,76, tato hodnota odpovídá normě dle mezinárodní klasifikace nadváhy a obezity. Dále naměřená hodnota TBW 31,3 odpovídá hodnotám normy, rovněž proteiny a minerály. Také BMR 1272 kcal odpovídá normě. U probandky byla naměřena hodnota tělesného tuku na spodní hranici normy, a to pouze 9,8 kg. Malé množství tuku značí, že tuk je rozložen proporcionálně. Průměrná hodnota svalové hmoty naměřená na přístroji Tanita BC-418 se liší od hodnoty naměřené na přístroji InBody 720. V těchto hodnotách však není výrazný rozdíl. Hodnota naměřená na Tanitě je 7,96 kg a na InBody 7,22 kg. Žádné otoky nejsou patrné, obě hodnoty Edema indexů jsou v normě. Celkové výsledky vyšetřované osoby na přístrojích Bodystat, InBody 720 a Tanita jsou přiloženy v příloze na obrázku 15-18.
43
8 Summary The overall process of this work arises from its main goals. Bachelor's work was focused primaly on the use of methods that assess body composition. This thesis describes the history and development of these methods. The anthropometric metods are spoken, but the main emphasis is on the methods of bioelectrical impedance analysis. The work can be divided into a theoretical part and research. The first part deals with the summary of findings in the field of anthropology, anthropometry and BIA into a one, lucid whole. The research describes the actual testing on devices of bioelectrical impedance. Measurements were taken from one female proband, which was maturus age in March 2011. The results were processed by casuistic experiment. The aim is to compare selected parameters of body composition by the method of bioelectrical impedance through device Bodystat, InBody 720 and Tanita BC-418. Based on the analysis of body composition is the female proband average, healthy type. The following measurement values are averages from all three devices. The females proband weight corresponds to its height, which means a BMI 20.76, this value corresponds to the standard - according to the international classification of overweight and obesity. Furthermore, the measured value of TBW (total body water) values of 31.3 corresponds to standards, also proteins and minerals. Also BMR (basal metabolism) 1272 kcal corresponds to the standard. The body fat of the female proband was measured on the lower limit of normal – only 9.8 kg of fat. This small amount of body fat means that fat is distributed proportionally. Overall results of the female proband, which has been investigated with devices Bodystat, InBody 720 and Tanita are attached to annex at pages 15 to 18.
44
9 Referenční seznam Bláha, P. et al. (1985). Antropometrie československé populace od 6 do 55 let. Díl II., část 1. Ostrava: Ústřední štáb Českoslovesnké spartakiády1985 ve spolupráci s vědeckometodickým oddělením ÚV ČSTV a Ústavem národního zdraví pro vrcholový sport. Čihák, R. (2001). Anatomie 1 druhé, upravené a doplněné vydání. Praha: Grada Publishing. Ellis, J. K. (2000). Human Body Composition: In Vivo Methods. American Journal of Physiology. Vol. 80 Issue 2, p649-680. Grimm, H. (1961). Základy konstituční biologie a antropometrie. Praha: Státní zdravotnické nakladatelství. Haladová, E., Nechvátalová, L. (2010). Vyšetřovací metody hybného systému. Brno. Heyward, V. H., & Wagner, D. R. (2004). Applied body composition assessment 2nd ed. Copyright. Kutáč, P. (2009). Základy kinantropometrie: (pro studující obor Tělesná výchova a sport). Ostrava: Pedagogická fakulta Ostravské univerzity v Ostravě, Katedra tělesné výchovy. Pařízková, J. (1973). Složení těla a lipidový metabolismus za různého pohybového režimu. Praha: Avicenum, zdravotnické nakladatelství. Pařízková, J., Lisá, L., et al. (2007). Obezita v dětství a dospívání. Terapie a prevence. Praha: Nakladatelství Galén a Karolinum. Přidalová, M., & Riegerová, J. (2002). Funkční anatomie. I. Olomouc: Hanex. Riegerová, J., Přidalová, M., & Ulbrichová, M. (1998). Aplikace fyzické antropologie v tělesné výchově a sportu. Olomouc: Vydavatelství UP. Riegerová, J., Přidalová, M., & Ulbrichová, M. (2006). Aplikace fyzické antropologie v tělesné výchově a sportu. Olomouc: Vydavatelství UP.
45
Slováková, E., et al. (1989). Antropometria detí a mládeže a jej využitie v pediatrickej praxi I. Bratislava: Ústav zdravotnej výchovy. Slováková, E. et al. (1991). Antropometria detí a mládeže a jej využitie v pediatrickej praxi II. Bratislava: Ústav zdravotnej výchovy. Anonymous (n. d.). Retrieved 4. 2. 2011 from the World Wide Web: http://absolventi.gymcheb.cz/2009/evrotto/8.str.88.html Anonymous (n. d.). Retrieved 5. 1. 2011 from the World Wide Web: http://apps.who.int Anonymous (n. d.). Retrieved 5. 1. 2011 from the World Wide Web: http://www.biospace.cz/ Anonymous (n. d.). Retrieved 5. 1. 2011 from the World Wide Web: www.bodystat.cz Anonymous (n. d.). Retrieved 19. 4. 2011 from the World Wide Web: http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/063/892.htm Anonymous (n. d.). Retrieved 1. 2. 2011 from the World Wide Web: http://eamos.pf.jcu.cz/amos/kat_tv/externi/antropomotorik/morfologicka_stavba/stranky/tel_sl ozeni.htm Anonymous (n. d.). Retrieved 6. 2. 2011 from the World Wide Web: http://home.pf.jcu.cz/~rvobr/somatotyp.htm Anonymous (n. d.). Retrieved 5. 1. 2011 from the World Wide Web: http://www.inbody.cz Anonymous (n. d.). Retrieved 1. 2. 2011 from the World Wide Web: http://www.lekarna-invest.cz/downloads/P2-005-e.pdf 46
Anonymous (n. d.). Retrieved 1. 2. 2011 from the World Wide Web: http://www.lekarna-invest.cz/downloads/P1-010-e.pdf Anonymous (n. d.). Retrieved 4. 2. 2011 from the World Wide Web: http://www.pozitivni-noviny.cz/cz/clanek-2009030105 Anonymous (n. d.). Retrieved 15. 3. 2011 from the World Wide Web: svp.muni.cz/downloads/rotreklova/Antropometrie.PDF Anonymous (n. d.). Retrieved 15. 3. 2011 from the World Wide Web: userweb.pedf.cuni.cz/kbio/Download/vancata/prezentace_anatomie_4.ppt Anonymous (n. d.). Retrieved 1. 2. 2011 from the World Wide Web: http://www.sci.muni.cz/anthrop/moduly/18_Antropo_Drozdova.pdf Anonymous (n. d.). Retrieved 19. 4. 2011 from the World Wide Web: http://www.sisterflo.ru/manipulations/antropometria.php
47
10 Seznam příloh
Obrázek 8. Hydrostatické vážení (upraveno dle http://www.inbody.cz/historie.php)
Obrázek 9. Ukázka somatodiagramu 48
Obrázek 10. Výstup výsledků měření na přístroji Tanita BC-418 (upraveno dle www.tanita.com)
49
Obrázek 11. InBody R20 (upraveno dle http://www.inbody.cz)
Obrázek 12. InBody 220 (upraveno dle http://www.inbody.cz) 50
Obrázek 13. InBody 230 (upraveno dle http://www.inbody.cz)
Obrázek 14. InBody J10 (upraveno dle http://www.inbody.cz)
51
Základní složky těla Voda Minerální látky Proteiny Tělesný tuk Celkem
Muži 62,4 % 5,8 % 16,5 % 15,3 % 100 %
Ženy 56,5 % 5,3 % 15,2 % 23,0 % 100 %
Tabulka 7. Optimální složení těla u zdravých dospělých jedinců v procentech (upraveno dle http://www.inbody.cz/slozeni-tela-pomer.php)
52
Obrázek 15. Souhrn výsledků naměřených na přístroji Bodystat
53
Obrázek 16. Výsledky měření na přístroji Bodystat, srovnání s hodnotami normy
54
Obrázek 17. Souhrn výsledků naměřených na přístroji InBody 720 55
Obrázek 18. Souhrn výsledků naměřených na přístroji Tanita BC-418
56
