Körper-Kompartiment-Modelle und Körperfettmessung

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99 % des menschlichen Körpers bestehen aus den folgenden sechs chemischen Elementen:

  • Sauerstoff
  • Kohlenstoff
  • Wasserstoff
  • Stickstoff
  • Kalzium
  • Phosphor

Auf atomarer Skala ausgedrückt, besteht der Körper eines erwachsenen Menschen aus ca. 7 x 10 hoch 27 Atomen (Quelle: Wikipedia).

Viel anschaulicher ist es natürlich, den Körper nicht nach chemischen Elementen oder Atomen zu beschreiben, sondern nach folgenden Komponenten zu klassifizieren

  • Muskeln
  • Fett
  • Knochen und Zähne
  • Wasser
  • Luft (in der Lunge)

und einige weitere Komponenten.

Die konkrete quantitative Zusammensetzung eines einzelnen Menschen hängt von genetischen Faktoren und vom Ernährungsverhalten ab. Aber auch der Trainings- und Gesundheitszustand eines Menschen haben Einfluss darauf.

Körper-Kompartiment-Modelle

Man kann nun diese Komponenten zu verschiedenen Gruppen bzw. Kompartimente zusammenfassen, um „einfache“ Modelle für die Körperzusammensetzung zu erhalten.

Man spricht von sogenannten Körper Kompartiment-Modellen.

Und was hat das nun mit der  Bestimmung des Körperfettanteils zu tun? 

Alle Methoden zur Bestimmung bzw. Berechnung des Körperfettanteils basieren letztendlich auf solchen Kompartiment-Modellen.

Modelle dienen dazu, die Realität einfacher zu beschreiben. Sie erlauben es, sich auf die wesentlichen Bestandteile beschränken, die für die Messung bzw. Berechnung einer Kenngröße von Relevanz sind.

In  der nachfolgenden Abbildung werden einige gängige Körper-Kompartiment-Modelle vorgestellt, die bei der Ermittelung der Körperzusammensetzung herangezogen werden:

Körper-Kompartiment-Modelle

 1-Kompartiment-Modell

Das 1-Kompartiment-Modell ist das einfachste Modell zur Körperzusammensetzung. Es besteht lediglich aus einem Kompartiment, und zwar aus dem Körpergewicht.

Von diesem einfachen Modell machen Personenwaagen Gebrauch.

Mehr Informationen, wie zum Beispiel der Körperfettanteil, kann aus diesem Modell nicht abgeleitet werden.

 2-Kompartiment-Modell

Beim 2-Kompartiment-Modell geht man von lediglich zwei Bestandteilen aus:
dem Fettanteil bzw. der Fettmasse (engl. FM=fat mass)  und dem fettfreien Anteil bzw. der fettfreien Masse (engl. FFM=fat free mass).

Der fettfreie Anteil wird auch als Magermasse bezeichnet.

Den meisten Verfahren zur Körperfett-Ermittelung dient dieses Modell als Grundlage.

Für das Gesamtgewicht erhält man folgenden einfachen Zusammenhang:

Gesamtgewicht (in kg) = Fettmasse (in kg) + Fettfreie Masse (in kg)

In der Regel wird von den Messmethoden, die das 2-Kompartimentmodell nutzen,  nur eine von  diesen beiden Komponenten ermittelt und die andere Komponente aus der Differenz zum Körpergewicht berechnet.

Normalerweise wird die fettfreie Masse gemessen und die Fettmasse daraus berechnet.

Die Hautfaltenmessung, das Unterwasserwiegen, die Luftverdrängungsplethysmographie  sind Methoden, die den Körper als Summe von Fettmasse und Fettfreier Masse ansehen.

 3-Kompartiment-Modell

Das 3-Kompartiment-Modell ist eine Erweiterung des 2-Kompartiment-Modells. Es besteht aus drei Kompartimenten.

Bei diesem Modell wird die fettfreie Masse weiter aufgeteilt, und zwar in die sogenannte Körperzellmasse (engl. BCM = body cell mass)  und die extrazelluläre Masse (ECM).

Die BCM besteht aus Muskel- und Organmasse sowie den Zellen des Immunsystems und dem intrazellulären Wasser.  Ein großer Teil der Körperzellmasse wird vom Körperwasser gebildet. Aus energetischer Sicht  stellt die BCM das „Kraftwerk“ des Körpers dar.

Die ECM besteht aus der Blut- und Gewebeflüssigkeit sowie den Knochen und dem Bindegewebe. Die extrazelluläre Masse ist also, wie der Name schon vermuten lässt, der nicht-zelluläre Anteil der fettfreien Masse.

Man kann das Wasser aus der ECM und der BCM auch für sich betrachten:

  • ICW: intrazelluläres Wasser  (das Wasser in den Körperzellen)
  • ECW: extrazelluläres Wasser (Blut- und Gewebeflüssigkeit)

ICW und ECW bilden das Gesamtkörperwasser (engl. total body water).

Auf diese Weise resultiert ein „erweitertes“ 3-Kompartiment-Modell.

Die duale Absorptionsspektroskopie und sowie die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) können die Komponenten des 3-Kompartiment-Modells bestimmen.

Die BIA Verfahren wird auch bei Körperfettwagen implementiert.

4-Kompartiment-Modell

Berücksichtigt man noch ein weiteres zusätzliches Kompartiment, so resultiert das sogenannte 4-Kompartiment-Modell. Dieses enthält folgende (anschauliche) Komponenten:

  • Fettmasse (FM)
  • Körperwasser (engl TBW = total body water)
  • Körperminerale (Knochen)
  • Proteine

 

Zusammenfassung

Um die Zusammensetzung des Körpers zu ermitteln, werden Körper-Kompartiment-Modelle herangezogen.

Keines der Körper-Kompartiment-Modelle ist per se „falsch“, sondern der Beschreibungsgrad ist unterschiedlich.

Die verschiedenen Methoden zur Bestimmung des Körperfettanteils beruhen auf Körper-Kompartiment-Modelle.

Die Hautfaltenmessung (Kalipometrie) bedient sich des 2-Kompartiment-Modells, wohingegen Körperanalysewaagen alle Komponenten des 3-Kompartiment-Modells ermitteln können.