Zusammensetzung der Körpergewebe

Der menschliche Organismus besteht im Großen und Ganzen aus Fettgewebe, Knochen, Wasser und Muskeln, sowie anderem, weichen Gewebe. Da Fett einen größeren Raum als Muskeln in unseren Körpern einnimmt, ist die Körperzusammensetzung zusammen mit dem Gewicht eine wichtige Größe für das Gesamtbild des Körpers. So können zwei gleich große und schwere Personen ein sehr unterschiedliches Erscheinungsbild aufweisen, wenn die Körperzusammensetzung sich stark voneinander unterscheidet.

Man geht heutzutage davon aus, dass besonders die Menge an Körperfett und das Verhältnis von diesem zu fettfreier Körpermasse eine wichtige Rolle in der Entstehung von einigen Krankheiten spielen. Die Messung der Körperzusammensetzung spielt eine immer wichtigere Rolle im klinischen Alltag, wobei die Methoden der Bestimmung von Klinik zu Klinik sehr verschieden sein können. Die immer steigende Anzahl von übergewichtigen Personen in der Bevölkerung und der bewiesene Zusammenhang von Übergewicht und lebensbedrohlichen Erkrankungen macht die Bestimmung der Körperzusammensetzung zu einem wichtigen Instrument des medizinischen Alltags.

Die Körperzusammensetzung kann in unterschiedliche Gruppen/Kompartimente eingeteilt werden. Die jeweilige Einteilung wird in unterschiedlichen Körperkompartimentsmodellen beschrieben.

Das 1-Kompartiment Modell enthält nur eine Große: das Gewicht. Dieses wird mithilfe einer Personenwaage ermittelt, wobei weitere Analysen bezüglich der Zusammensetzung nicht möglich sind.

Das 2-Kompartiment Modell, wo prinzipiell zwischen Fett und fettfreier Masse, auch Magermasse, unterschieden wird. Innerhalb der fettfreien Masse kann bei diesem Modell noch zwischen Mineralstoffen, Proteinen und Wasser unterschieden werden.

Das 3-Kompartiment Modell stellt eine Aufteilung der Magermasse in zwei unterschiedliche Komponenten dar. Diese fettfreie Masse (FFM) wird bei dem Modell in Körperzellmasse (BCM=body cell mass) und extrazelluläre Masse (ECM) unterteilt.

Die BCM umfasst Muskulatur, innere Organe und die Zellen des Immunsystems und fungiert als stoffwechselaktives Gewebe und Proteinspeicher des Körpers, während die ECM sich auf Bindegewebe, Knochen, extrazelluläres Wasser (ECW) und Plasma bezieht.

Folglich kann das 3-Kompartiment Modell noch um zwei weitere Größen erweitert werden: das intrazelluläre Wasser (ICW), welches ein Bestandteil der Körperzellen (BCM) ist und das extrazelluläre Wasser (ECW), das sich außerhalb der Zellen befindet und damit einen Teil der extrazellulären Masse darstellt. Zusammen ergeben beide Größen das Gesamtkörperwasser, auch TBW (total body water) genannt.

Die Modelle unterscheiden sich in der Genauigkeit der Beschreibung und Unterteilung der Zusammensetzung der Stoffe, welche im Körper vorkommen, wobei keines der Modelle falsch ist. Es könnten noch weitere Unterteilungen durchgeführt werden, einen klinischen Sinn ergeben weitere Einteilungen in aller Regel jedoch nicht.

Es gibt sehr viele Methoden die Körperzusammensetzung zu bestimmen, welche sich in ihren Verfahren, der Genauigkeit und ihrer Verfügbarkeit wesentlich voneinander unterscheiden.

Die genaueste Methode lässt sich nur am nicht lebenden Körper vollziehen und ist somit für die klinische Diagnostik am lebenden Patienten nicht geeignet.

Alle anderen Methoden müssen je nach Patiententyp und Fragestellung gezielt ausgewählt werden. Eine einzige Methode ist nicht optimal für alle unterschiedlichen Situationen und klinischen Fragestellungen. Bei der Messung am lebenden Patienten haben alle Methoden außerdem gemein, dass sie die Körperzusammensetzung nicht direkt messen, sondern diese über einen Umweg von bestimmten Eigenschaften der Gewebe ableiten. So können Fehler entstehen, die dann unter Umständen bei der Auswertung einen Einfluss auf die Therapie haben.

Die Methode der Wahl zur Bestimmung der Körperzusammensetzung am lebenden Menschen ist zur Zeit die sogenannte „Bioelektrische Impedanzanalyse (BIA)“. Diese Methode wurde in vielen Studien und Veröffentlichungen auf ihre Genauigkeit und Aussagekraft bei entsprechenden Fragestellungen untersucht und für gut befunden. Bei der bioelektrischen Impedanzanalyse handelt es sich um ein diagnostisches Mittel, welches die Bestimmung der Körperzusammensetzung im erweiterten 3-Kompartiment-Modell ermöglicht. So können Körperwasser, fettfreie Masse, Magermasse, Körperfett, Körperzellmasse und extrazelluläre Masse bestimmt werden. Das Prinzip dieser Methode ist, dass der menschliche Körper als elektrischer Widerstand fungieren kann. Es werden zwei Elektroden, eine am Handgelenk sowie eine am Fußknöchel, befestigt, über welche ein geringer elektrischer Strom läuft. Gemessen wird der jeweilige Spannungsabfall, welcher von verschiedenen Faktoren abhängig ist. So beeinflussen Körpergewicht, Körperlänge und die jeweilige Zusammensetzung der Körpergewebe diesen individuellen Spannungsabfall.

Über den Spannungsabfall kann nun, bei bekannter Körpergröße und Körpergewicht, eine detaillierte Aufstellung der Körperzusammensetzung erfolgen. Über die Anwendung spezieller Formeln kann mithilfe dieser Methode außerdem auf unterschiedliche Krankheiten geschlossen werden, die mit einem Zellverlust einhergehen. Spezielle klinische Symptome, zum Beispiel Wassereinlagerungen in extrazelluläre Gewebe, können eine Änderung der Messergebnisse zur Folge haben.

Studien kamen zu dem Ergebnis, dass die Methode zwar eine gute Aufteilung der Zusammensetzung ermöglicht, jedoch teilweise individuelle Berechnungsfehler im Körperfettanteil von bis zu 8% entstehen. Wichtig ist es bei der bioelektrischen Impedanzanalyse, dass die Elektroden an der richtigen Stelle angebracht werden und die Durchführung nach dem international vereinbarten Standard erfolgt. Nur dann können die Ergebnisse verglichen werden, da ansonsten starke Schwankungen in den Daten auftreten können.

Ein weiteres Verfahren für die Bestimmung der Körperzusammensetzung stellt die sogenannte Luftverdrängungsplethysmographie dar. Hierbei wird die zu untersuchende Person in ein Gerät gesetzt, welches nach außen verschlossen werden kann. Das Gerät ermittelt die Masse, sowie insbesondere das Volumen der Person und kann so auf die Körperzusammensetzung und vor allem auf den Fettanteil schließen.

Moderne bildgebende Verfahren der Medizin ermöglichen außerdem eine genaue Analyse der Körperzusammensetzung. Hierbei kann auf die Verwendung von Kernspintomographen (MRT), sowie Computertomographen (CT) zurückgegriffen werden. Durch die genaue Darstellung der Weichteile des menschlichen Körpers kann mit diesen Methoden die Zusammensetzung sehr genau berechnet werden.

Früher kam oft die sogenannte Calipometrie zum Einsatz, um den Anteil an Körperfett zu bestimmen, der unter der Haut liegt. Hierbei wird an bestimmten Stellen am Körper eine Hautfalte genommen und mithilfe eines speziellen Instruments ihre Dicke gemessen. Der Mittelwert dieser Werte gibt einen groben Überblick über den Anteil an Körperfett, der bei einem speziellen Individuum unter der Haut liegt. Der eindeutige Vorteil dieser Methode liegt in der Einfachheit und Schnelligkeit der Durchführung, sowie dass das Verfahren sehr kostengünstig ist. Nachteilig ist, dass mithilfe dieser Methode nur der Anteil des Körperfetts bestimmt werden kann, der direkt unter der Haut liegt. Tiefer liegende Anteile von Körperfett können nicht bestimmt werden.

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Erwähnenswert ist außerdem der BMI oder Body Mass Index, welcher häufig zum Einsatz kommt, um eine Über- sowie Untergewichtigkeit zu diagnostizieren. Der BMI wurde in klinischen Studien in Zusammenhang mit Erkrankungen wie Diabetes Typ II, Übergewicht, Adipositas, sowie Essstörungen gebracht, wobei der Zusammenhang mit der Körperzusammensetzung kontrovers diskutiert wird. Da der BMI nicht zwischen Körperfett und Muskelmasse unterscheidet, können bei der Anwendung der Methodik Daten entstehen, die bei der Auswertung zu falschen Diagnosen führen können. Besonders bei Kindern und älteren Menschen nimmt die Genauigkeit des BMI ab.

Ein weiteres diagnostisches Mittel ist die Messung des Hüftumfangs, der bei Risikopatienten gerne bestimmt wird. Hierbei wird besonders das Körperfett bestimmt, welches sich in der Körpermitte sammelt und besonders schädlich für den Körper ist. Nachteilig ist hierbei, dass nicht das gesamte Körperfett bestimmt wird und so bestimmte Personen, die einen großen Körperfettanteil mit gleichzeitig relativ geringem Hüftumfang unter Umständen ein besseres Ergebnis haben als bei der Verwendung anderer Methoden, welche das Gesamtkörperfett bestimmen.

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Um die Ergebnisse aus den Untersuchungen zu der Körperzusammensetzung interpretieren zu können, müssen die Normwerte der jeweiligen Körpermasse bekannt sein. Diese unterscheiden sich meist entsprechend anhand der Altersklasse sowie dem Geschlecht.

Das gesamte Körpergewebe besteht in allen Regionen zu einem Teil aus Wasser. Je nach Flüssigkeit oder Gewebeart ist der Anteil an Wasser mehr oder weniger gravierend. Insgesamt besteht der männliche, erwachsene Körper im Durchschnitt zu etwa 60-65% aus Wasser. Frauen kommen durch einen natürlichen höheren Fettanteil auf etwa 50-55%. Bei Kindern liegt der Gesamtwasseranteil bei etwa 60-75%. Insgesamt verteilt sich das Volumen im Verhältnis von 3:2 auf intrazellulären und extrazellulären Raum.

Die fettfreie Masse (FFM) wird nach Körpergewicht eingeteilt. Normwerte werden nach Alter und Geschlecht unterschieden. Männer unter 30 Jahren liegen bei 80-85% im Normbereich, wobei Frauen in dieser Altersklasse bei 78-80% in der Norm sind. Im Alter zwischen 30 und 49 Jahren sind Männer bei 78-80% im Normbereich, dagegen Frauen bei 76-78%. Im Alter von über 49 Jahren liegen Männer mit 75-80% in der Norm, Frauen dagegen mit 70-75%.

Bei dem Körperfettanteil verhält es sich ähnlich, wobei Männer insgesamt im Laufe ihres Lebens zwischen 15-22% Körperfettanteil liegen, und Frauen sich bei 16-30% Körperfettanteil in der Norm befinden.

Der Normbereich für die Körperzellmasse liegt bei Männern unter 30 Jahren bei über 45%, bei Frauen bei über 42%. Im Alter von über 49 Jahren verändert sich der Normbereich und liegt bei Männern bei über 40% und bei Frauen über 49 Jahren bei über 38%. Der Wert der Körperzellmasse ist ein bedeutender Wert, wenn der Ernährungszustand, sowie die allgemeine Körperfitness einer Person beurteilt werden soll.