Körperzusammensetzung

Autoren: Eva Heinen, Diplom Sportwissenschaftlerin (Univ), Prof. Dr. med. Edgar Heinen

Die Körperzusammensetzung kann aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden. So gibt es Untersuchungen, die eine Aussage zur Zusammensetzung des Körpers nach den chemischen Elementen, also chemisch definierten Substanzen (molekulare Ebene), der zellulären Ebene oder auch nach unterschiedlichen, anatomisch abgrenzbaren Geweben erlauben.

 

Die wichtigste Motivation, sich mit der Körperzusammensetzung auseinander zu setzen, ist die Adipositas.

Die WHO, die Weltgesundheitsorganisation, definiert Übergewicht und Adipositas, die Fettleibigkeit als „eine unnormale bzw. exzessive Fett-Einlagerung, die zu Beeinträchtigungen der Gesundheit führen kann“.

Na klar verwendet heute keiner mehr das Körpergewicht als einzigen Parameter zur Beurteilung, ob jemand fettleibig ist oder nicht. Das die Körpergröße einen  ganz wesentlichen  Einfluss auf das Körpergewicht hat, ist ganz eindeutig und kann aus der Abbildung 1 abgelesen werden.

Abb. 1: Signifikanter Zusammenhang zwischen der Körpergröße und dem Körpergewicht bei 709 Frauen (rosa Symbole; p<0,001) und 297 Männern (blaue Symbole; p<0,001). Daten aus Diplomarbeit Eva Heinen.

Es gab viele Versuche, einen Parameter zu finden, der den Einfluss der Körpergröße auf die Beurteilung, ob eine Adipositas vorliegt oder nicht, eliminieren kann. Durchgesetzt hat sich der sogenannte Body-Mass-Index (BMI), der wie folgt ermittelt wird:

BMI  =     Gewicht (kg) / Größe² (m²)   (was steckt mathematisch dahinter? ein Erklärungsversuch)

 

Abb. 2: Bei den Frauen (rosa Punkte) aus Abb. 1 findet sich zwischen dem BMI und der Körpergröße eine signifikante (p<0,01) negative Korrelation. Pro 10 cm Körpergröße weisen Frauen einen um 1,2 kg/m² niedrigeren BMI auf. Bei den Männern (blaue Punkte) aus Abb.1 findet sich keine signifikante Korrelation.

Wie die Abbildung 2 zeigt, findet sich bei Männern keine signifikante Korrelation mehr zwischen BMI und Körpergröße. Kleinere Frauen weisen allerdings einen zwar geringen, aber signifikant höheren BMI auf als größere. So steigt der BMI bei um 10 cm kleineren Frauen gering, aber signifikant um 1,2 kg/m² an. Unsere Erklärung dieses Phänomens finden Sie im Kapitel FMI.

Die  WHO definiert Übergewicht (die Präadipositas) als einen BMI (Body-Mass-Index) von > 25 kg/m². Eine Adipositas liegt vor, wenn der BMI > 30 kg/m² ermittelt wird.

Aber auch der BMI ist keinesfalls der geeignete Parameter zur Beurteilung, ob bei einer Person eine Adipositas vorliegt oder nicht. Ein hohes Körpergewicht kann durchaus die Folge einer kräftig ausgebildeten Muskulatur sein. Die Betroffenen haben dann möglicherweise einen BMI von > 25 , aber  keineswegs zu viel Fettgewebe. Nicht nur Bodybuilder fallen unter diese Gruppe, auch sehr muskulöse Sportler werden bei Verwendung des BMI oft als fettleibig eingeordnet! (zur Häufigkeit der Fehleinschätzung der Adipositasgrade mit dem BMI s. Link) Umgekehrt gibt es eine nennenswerte Zahl von Menschen, die einen normalen BMI haben, aber sichtbar zu viel Fettgewebe aufweisen.

Da heute mit der Dual Photonen Absorptiometrie (DEXA) eine sehr verlässliche Methode zur Ermittlung der Fettmasse auf molekularer Ebene vorliegt, und mit der davon meist abgeleiteten Bioelektrischen Impedanz Analyse (BIA) eine zwar weniger exakte, bei richtiger Verwendung aber durchaus gut reproduzierbare, wenig aufwendige Methode zur Bestimmung der Fettmasse vorliegen, ist es aus unserer Sicht nicht mehr akzeptabel, das Körpergewicht und nicht die Fettmasse zur Ermittlung der Adipositas und ihrer Grade heran zu ziehen!

Zur Definition der Adipositas ist vielmehr die Messung der Fettmasse einer Person, die Bestimmung der Körperzusammensetzung die absolut notwendige Voraussetzung.

Dazu stehen verschiedene Methoden zur Verfügung:

Auf die DEXA, die heute als goldener Standard gilt und auf die BIA soll in extra Kapiteln eingegangen werden.

Gemeinsam ist diesen Methoden, dass mit ihnen die Fettmasse des Körpers gemessen, bzw berechnet werden kann. Wie in den Kapiteln

gezeigt wird, findet sich auch bei der Fettmasse, der Fettfreien Masse und bei der Muskelmasse eine eindeutige Abhängigkeit von der Körpergröße. In den genanten Kapiteln wird gezeigt, wie unter Nutzung der riesigen Datenmenge für den BMI für jede Körpergröße die entsprechenden Normwerte bzw Sollwerte definiert werden können.

Da wir davon ausgehen, dass bei weitem nicht alle sich durch die manchmal komplexen Zusammenhänge arbeiten wollen, geben wir Ihnen vorab – quasi als Zusammenfassung – die Sollwerte für die Fettmasse von Frauen und Männern und die Einteilung in Adipositasgrade jeweils in Abhängigkeit von der Körpergröße als Download.

Größenabhängige Einteilung der Adipositasgrade nach der Fettmasse für Frauen

Größenabhängige Einteilung des Adiposotasgrade nach der Fettmasse für Männer

Körperzusammensetzung und Abnehmen

Änderungen des Körpergewichtes resultieren nahezu zur Gänze entweder aus einer Änderung des Fettgewebes oder der Muskulatur – zumindest wenn man die Problematik der Ödeme, der Wassereinlagerungen ins Gewebe, außer acht lässt. Eine nennenswerte Änderung des Gewichtes der Inneren Organe, der Knochen und der Haut findet sich nur in deren Fettmasse, die allerdings bei der Bestimmung der Fettmasse mittels DEXA oder BIA zur Fettmasse insgesamt gehört.

Ziel aller Versuche abzunehmen, ist es, hinterher weniger Fettgewebe aufzuweisen, als vorher. Zunehmend wird allen klar, dass ein Verlust an Muskulatur kontraproduktiv ist; wird doch dadurch der Grundumsatz vermindert und die Haupt-Ursache für den JoJo-Effekt gelegt.

In ihrer  Diplomarbeit im Diplomstudiengang Sportwissenschaft der Technischen Universität München hat Eva Heinen Untersuchungen, Interpretationen und Sollwerte für verschiedene Parameter publiziert, die  für das Verständnis der Veränderungen der Körperzusammensetzung beim Abnehmen von entscheidender Bedeutung sind.

Download: Diplomarbeit Eva Heinen

In der Arbeit hat sie Daten der Messung der Körperzusammensetzung mit der DEXA-Methode von 1006 Personen (709 Frauen und 297 Männer) der Praxis für Endokrinologie, Nürnberg ausgewertet.

Änderung der Fettmasse oder der Muskelmasse?

Fettmasse

In der Diplomarbeit konnte unter Verwendung der DEXA-Methode gezeigt werden, dass nicht nur das Körpergewicht, sondern auch die Fettmasse (FM) und die Fettfreie Masse (FFM) mit der Körpergröße korrelieren. Ebenso wie bei dem Körpergewicht kann bei der FM und bei der FFM der Einfluss der Körpergröße dadurch praktisch eliminiert werden, dass man die entsprechenden Indizes bildet: den BMI, den Fettmasse-Index (FMI) und den Index der fettfreien Masse (FFMI), in dem man durch das Quadrat der Körpergröße in Metern dividiert. Dadurch erhält man körpergrößen-unabhängige Parameter, die man auch statistisch vernünftig bearbeiten kann, deren Soll- / Normgrößen definiert werden können und in die Beurteilung der Körperzusammensetzung  integriert werden sollten.
Zum Vorgehen bei der Definition von Sollwerten des FMI und zur Einteilung der Adipositasgrade nach dem FMI s. hier.

Tab. 1: Einteilung der Adipositasgrade nach dem Fett-Masse-Index (FMI) für Männer und Frauen. Von einem Normalen Fettgewebe wurde ausgegangen, wenn der ermittelte FMI in Bereich für „normal“ gemessen wurde.Nach diesen Ergebnissen können die Unterschiede zwischen Mann und Frau an einer männlichen bzw weiblichen Person von 1,70 m Körpergröße und 70 kg Körpergewicht verdeutlicht werden: Zum Procedere s. Link

Tab. 2: Körperzusammensetzung einer 1,70 m großen, 70 kg schweren Person (Mann oder Frau), bei der der Fett-Masse-Index auf der Regressionsgeraden zwischen BMI und FMI liegt. Details s. Kapitel FMIDie doch recht großen Unterschiede in der Körperzusammensetzung nach Fett Masse und Fettfreier Masse werden aus der nachfolgenden Abbildung deutlicher:

Abb. 3: Körperzusammensetzung einer 1,70 m großen, 70 kg schweren Person (Mann oder Frau), bei der der Fett-Masse-Index auf der Regressionsgeraden zwischen BMI und FMI liegt. Werte der Tabelle 2.

Muskelmasse

In vielen Publikationen wird die Muskelmasse mit der fettfreien Masse des Körpers gleichgesetzt. Innere Organe, Haut, Knochen, Gehirn und auch der Fakt, dass Fettgewebe nicht nur aus der Fettmasse sondern auch zu im Mittel etwa 22 % aus fettfreiem Gewebe besteht, werden einfach vernachlässigt. Zu welchen Auswirkungen das führt, wird in der Abb. 6 beschrieben. Aber der Reihe nach:

Die FFM setzt sich zusammen aus der der Muskelmasse, der fettfreien Masse des Fettgewebes und der Masse aller übrigen Organe.

Relativ einfach, aber besonders wichtig ist es, die FFM des Fettgewebes zu berücksichtigen: 1 kg Fett steht dann zusätzlich für 0,28 kg fettfreie Masse des Fettgewebes.

In der Literatur finden sich viele Daten, die für die meisten Organgewichte eine Abhängigkeit von der Körpergröße zeigen. Danach besteht ein 70 kg schwerer Mensch, von 1,7 m Körpergröße (egal ob Mann oder Frau) neben Muskulatur und Fettgewebe zu etwa 22 kg aus Haut, Knochen und Inneren Organen. Daraus kann man einen Index errechnen (HKIO-Index) von 7,6 kg/m².

Der Muskelmasse-Index kann dann einfach berechnet werden als Differenz aus:
MMI = BMI – FMI x 1,282 – 7,6 kg/m² (HKIO-Index)

Alle Indizes können auf das konkrete Gewicht einer Person umgerechnet werden, indem man den Index mit dem Quadrat der Körpergröße (in m) multipliziert.

Vergleichen man die in Abb. 5 dargestellte Frau bzw den dargestellten Mann unter Berücksichtigung der zusätzlichen Parameter, so ergibt sich die folgende Körperzusammensetzung:

Tab. 3: Körperzusammensetzung einer 1,70 m großen, 70 kg schweren Person (Mann oder Frau), bei der der Fett-Masse-Index auf der Regressionsgeraden zwischen BMI und FMI liegt. Berechnung der Muskelmasse aus der FFMI und der FMI

In der Abb. 4 sind die Daten visualisiert:

Abb. 4: Körperzusammensetzung einer 1,70 m großen, 70 kg schweren Person (Mann oder Frau), bei der der Fett-Masse-Index auf der Regressionsgeraden zwischen BMI und FMI liegt. Berechnung der Muskelmasse aus der FFMI und der FMI unter Berücksichtigung der fettfreien Masse des Fettgewebes.

Die Abb. 4 macht deutlich, wie stark sich Frau und Mann bei identischem BMI in Bezug auf die Körperfett Masse und die Muskelmasse unterscheiden. Die Details sind in den entsprechenden Kapiteln dargestellt.

Im Kapitel MMI werden die folgende Normwerte für die Muskelmasse von Männern und Frauen abgeleitet:

Frauen:      5,0 ± 1,9 kg/m²
Männer:   10,6 ± 2,2 kg/m²

Angegeben sind die Mittelwerte ± 1 Standardabweichung.

Klinisches Beispiel

Warum man diesen Aufwand betreiben sollte, wird an folgendem klinischen Beispiel verdeutlicht:

Ein 18-jähriger Mann stellt sich bei einem Endokrinologen vor wegen massiver Adipositas und zu kleinem Glied. Die Daten:

Größe 1,87 m, Gewicht 116 kg, massives Unterhautfettgewebe. Das Glied sowie Die Hoden schwer auffindbar (mit 2 – 3 ml zu klein), das Glied fast zur Gänze im wenigstens 10 cm dicken Fettgewebe vor dem Schambein verborgen. Vom Schulsport befreit, traute er sich nicht, im Beisein von anderen zu duschen. Sonst keine Auffälligkeiten bis auf ein für das Alter etwas zu niedriges Testosteron.

Vielleicht hat ihn ja auch die Information über die Probleme der Fettleibigkeit in Bezug auf die Gesundheit allgemein zum Abnehmen motiviert, sicher aber die Aussage des Endokrinologen, dass sich die Geschlechtsentwicklung normalisieren werde, wenn er erheblich Gewicht abnehme. Schon das Zusammendrücken des Fettgewebes vor dem Schambein brachte ja schon ein paar cm Glied aus der Versenkung hervor!

Abb. 6: Verlauf der Körperzusammensetzung von einem zu Beginn 18 j jungen Mann über die Zeit von 2,5 Jahren unter besonderer Berücksichtigung der Fett- und der Muskelmasse.

Die Abbildung 6 zeigt den Verlauf: Diätberatung und Mitgliedschaft in einem Fitnessstudio (3 – 4 Besuche pro Woche) führten zu einer massiven Gewichtabnahme von 45,5 kg in 2 ,5  Jahren. Hätte man sich auf die Betrachtung der FFM als Maß für die Muskelmasse beschränkt, (alles was nicht gelb ist) so hätte man dem jungen, nach 2,5 Jahren jetzt wirklich muskulösen Mann erzählt, dass sich seine Muskelmasse kaum verändert habe. Klinisch sicher völlig falsch.

Weniger Fettmasse hatte zu einer drastischen Abnahme der fettfreien Masse des Fettgewebes um 13,4 kg geführt, die Muskelmasse hatte sich von 10,9 auf 26,6 kg mehr als verdoppelt!

Übrigens: Die Gemeinschaftsdusche nach dem Sport war Dank regelrecht ausgebildeter sekundärer Geschlechtsmerkmale kein Problem mehr!

Die Messung der Körperzusammensetzung hilft, wenn man sie richtig interpretiert!

 

 

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