Tělesná hmotnost a variabilita tělesné stavby lidského těla

Frakcionaci těla lze chápat ze dvou aspektů:

1. Jako podíl jednotlivých tkání na celkové hmotnosti těla, tedy tělesné složení.

2. Z pohledu distribuce hmotnosti těla do jednotlivých segmentů, tedy podíl složky svalové, tukové a případně kostní.

Jako první publikoval myšlenku frakcionalizace tělesné hmotnosti český antropolog Jindřich Matiegka v roce 1921

Rozlišujeme pět modelů složení lidského těla

Každý z těchto modelů je využíván metodami, které se ke studiu složení lidského těla užívají

anatomický, molekulární, buněčný, tkáňově systémový a celotělový model

Atomický model –

vychází ze zastoupení jednotlivých prvků v organismu. 98% tělesné hmoty je tvořeno 6 prvky: O, C, H, N, Ca, P. Zbývající 2% připadá na dalších 44 prvků. Tento model byl vytvořen na základě chemických analýz pitevního materiálu. K rekonstrukci atomárního složení se používá neutronová aktivační analýza

Molekulární model –

11 hlavních prvků tvoří molekuly, které představují více než 100 000 chemických sloučenin, které tvoří lidské tělo. Hlavní sledované složky molekulárního modelu jsou:

Hmotnost těla = lipidy + voda + proteiny + minerály + glykogen

Celková tělesná voda je měřena prostřednictvím izotopových dilučních metod a minerály ve skeletu pak dualfotonovou absorbcí.

Buněčný model

je založen na spojení molekulárních komponent v buňky. V této souvislosti užíváme pojem extracelulární tekutina (ECT) = plazma + intersticiální tekutina (94% vody, zbytek další organické a anorganické složky)

Potom hmotnost těla = buňky tukové tkáně + BM + ECT + ECPL

BM - svalové, pojivové epiteliální a nervové buňky

ECT – extracelulární tekutina

ECPL – organické a anorganické látky

Extracelulární a plasmatickou tekutinu měříme izotopovými dilučními metodami a neutronovou aktivační analýzou

Tkáňově systémový model

vychází z organizace molekul do tkání – kostní, svalové a tukové. Jeho závěry byly formulovány na základě studia pitevního materiálu.

Hmotnost těla = mukoskeletární + kožní + nervový + respirační + oběhový + zažívací + vyměšovací + reprodukční + endokrinní systém

Metodami, které jsou užívány když vycházíme z tohoto modelu, jsou magnetická rezonance, tomografie, vylučování kreatininu za 24 hodin, neutronová aktivační analýza (měření obsahu K a Ca).

Celotělový model –

vychází z antropometrických měření – tělesné výšky, hmotnosti, hmotnostně výškových indexů, délkových, šířkových a obvodových rozměrů těla, tloušťky tukových řas, objemu těla – z něj zjišťované denzity těla, vypovídající o aktivní tělesné hmotě a depotním tuku.

Modely složení lidského těla - praxe

V praxi se využívá různých postupů podle toho jaká přístrojová technika je k disposici buď dvou-, tří- nebo čtyřkomponentový model.

Dvoukomponentový model –

je nejpoužívanější. Tělo dělíme na dvě základní komponenty tuk (fat mass FM) a tukuprostou hmotu (fat-free mass FFM), která je definována jako hmotnost všech tkání těla mínus extrahovatelný tuk.

Tříkomponentový model –

tento rozlišuje tuk, vodu a sušinu (proteiny a minerály). V praxi se tento model zjednodušuje na tuk, svalstvo a kostní tkáň.

Čtyřkomponentový model

– dělí tělo na tuk, extracelulární tekutinu, buňky a minerály.

Tukuprostá hmota lidského těla (FFM) má relativně konstantní složení – obsahuje 72-74% vody a draslíku 60-70 mmol/kg u mužů a 50-60 mmol/kg u žen. Hustota tukuprosté hmoty je 1,1g/cm3 při teplotě 37 ºC. Tuk neobsahuje vodu a jeho hustota je 0,9g/cm3 při teplotě 37 ºC

metody užívané ke stanovení složení lidského těla

Laboratorní metody a Terénní metody

laboratorní metody

sou náročné na přístrojové vybavení. V současné době jsou nejpoužívanějšími metodami laboratorními denzitometrie, hydrostatické vážení, metoda DEXA, hydrometrie nebo měření celkového tělesného draslíku.

Terénní metody

jsou založeny na antropometrii, měření tloušťky tukových řas (tedy kaliperací) a tělesné hmotnosti (vážení).

Antropometrické metody (terénní) užívané k odhadu tělesného složení

a řada postupů s použitím tloušťky kožních řas a tělesných rozměrů

Odhad podílu tuku na základě tloušťky kožních řas (podkožního tuku) je založena na dvou předpokladech:

-Tloušťka podkožní tukové tkáně je v konstantním poměru k celkovému množství tělesného tuku

-Místa zvolená pro měření tloušťky kožních řas představují průměrnou tloušťku podkožní tukové vrstvy

Platnost regresních rovnic vytvořených pro výpočet tělesného složení z tloušťky

kožních řas je omezena pouze na populační skupinu pro kterou byly vytvořeny.

Velkým omezením je nepřenosnost dat mezi jednotlivými typy kaliperů.

Při publikaci je nutné specifikovat referenční metodu, na jejíž podkladě byly

regresní rovnice vytvořeny (denzitometrie, hydrometrie apod.)

Denzitometrie

vychází z dvoukomponentového modelu lidského těla (tuk + tukuprostá hmota), jehož složky mají odlišnou hustotu. Metoda je založena na následujících principech

-Obě složky těla jsou navzájem aditivní a jsou relativně konstantní

-Úroveň hydratace tukuprosté hmoty je relativně konstantní

-Poměr kostních minerálů ve vztahu ke svalovým proteinům je relativně konstantní

Ke stanovení denzity lidského těla se užívá denzitometrů, užívaných např. v medicíně ke stanovení hustoty kostní tkáně.

Hydrostatické vážení -

objem těla je zjišťován z rozdílu hmotnosti těla zváženého na suchu a pod vodou na hydrostatické váze.

Bioelektrická impedance (BIA)

– velmi rozšířená metoda ve světě. Je nenáročná, lze ji využít i v terénu a je bezpečná a jednoduše využitelná. Je založena na principu rozdílné rychlosti šíření elektrického proudu v různých tkáních. Tukuprostá hmota je dobrým vodičem, kdežto tuk má naopak izolační vlastnosti. Při tomto postupu do těla pouštíme konstantní střídavý proud nízké intenzity, tělesné tkáně mají impedanci (odpor) proti šíření proudu. Právě hodnota odporu tkáně – bioelektrická impedenace – je nepřímo úměrná objemu tkáně, kterou odpor prochází

DEXA (Dual energy X-ray absorbitometry)

duální rentgenová absorbitometrie – v současnosti považována za nejpřesnější referenční metodu. Spočívá v měření diferenciálního ztenčení dvou RTG paprsků, které procházejí organismem a odlišují kostní složku (kostní minerály) a měkké tkáně, které dále dělí na tuk a tukuprostou hmotu. Je tedy založena na čtyřkomponentovém modelu (kostní minerály, voda, proteiny, tuk). Nevýhodou je expozice RTG záření probanda a vysoká cena přístroje.

Tuk

Tuk je nejvariabilnější složkou hmotnosti lidského těla a to v průběhu lidského vývoje. Právě on se podílí na inter i intra individuální variabilitě hmotnosti člověka nejvíce. Pro organismus je problém když je ho málo i nadbytek

množství tuku se s věkem mění, v dětství silná a pak slábne, v pubertě rozrůznění, v dospělosti závisí na životosprávě

K posouzení distribuce podkožního tuku se využívají indexy centrality, které nás informují o rozložení tukové frakce po těle – a dělíme je na distribuci harmonickou, s převahou na trupu (centrifugální) nebo na končetinách (centripetální)

Abdominální obezita je jedním z nejrizikovějších forem distribuce tuku. Její výskyt můžeme zjistit prostřednictvím indexu pas - boky

Celková tělesná voda

Nejvýznamnější složkou tělesné hmotnosti je tělesná voda. Její množství v organismu je závislé na věku, pohlaví a hmotnosti.

Průměrné množství tělesné vody je:

-u kojence 80-85%,

-u dítěte asi 75%

-u dospělého muže 63% a ženy 53%

Nejvíce vody obsahuje krev 91-99%, méně tkáň svalová a kůže 75-80% a nejméně vody obsahují kosti 22% a tkáň tuková 10%.

Tukuprostá hmota

Tukuprostá hmota (FFM - fat free mass) se skládá z více složek: jsou to kostra, svalstvo a ostatní tkáně. Rozvoj tukuprosté hmoty je závislý na věku jedince, jeho pohybové aktivitě a dalších faktorech vnějšího prostředí. Procentuálně se FFM skládá ze 60% ze svalstva, 25% z opěrných a pojivových tkání a 15% tvoří hmotnost vnitřních orgánů.

Svalstvo tvoří:

-u novorozenců tvoří 25% hmotnosti těla,

-u dospělých pak 40% hmotnosti těla

Pubertální rozvoj tukuprosté hmoty je velice výrazný, u chlapců se její objem zdvojnásobuje, u děvčat narůstá o 50%.

Kostra

Je poměrně velkým problémem zjistit hmotnost kostry u živého člověka. Předpokládá se, že procentuální podíl její hmotnosti na celkové hmotnosti těla se mění jen minimálně, že je stejný u novorozenců i dospělých.

Vztahy mezi jednotlivými tělesnými komponentami

Ukázalo se, že vývoj jednotlivých tělesných komponent je na sobě nezávislý. Nejtěsnější vazba těchto komponent byla zjištěna v raných stádiích ontogenetického vývoje a to mezi kostrou a svalstvem.

hippokratés

habitus phthisicus náchylný k souchotinám (phthisis) hubený, a habitus apopleticus – obtloustlý, s převládajícími horizontálními rozměry, náchylný k mrtvici.

J.N. Hallé

publikoval typologii založenou na 3 typech: břišním (abdominálním), muskulárním (svalovým) a kraniálním (lebečním)

C. Sigaud,

Sigaud vymezil 4 typy: dechový (respiratoire), zažívací (digestif), svalově kloubní (musculaire) a mozkomíšní (cerebral).

Kretschmer,

Kretschmer vymezil tři typy astenický, atletický a pyknický.

Kritika Kretschmerovy metody

nevědecké spojení tělesné stavby s psychickými vlastnostmi

-nevědecké spojení tělesné stavby a náchylnosti k nemocem

-jedná se o subjektivní hodnocení tělesné stavby probanda

-často nelze probanda jednoznačně zařadit do vytvořených typů

-tato metoda je vytvořena jen pro mužské pohlaví

Vektorová metoda podle Škerlja, Brožka a Hunta

podle těchto autorů se lze na konstituci člověka dívat z různých pohledů Jednak je to šířka těla vzhledem k výšce, dále se jedná o aspekt hyperplasie, hypoplasie a normoplasie. Posledním aspektem je měření síly podkožního tuku nebo denzitometrie.

William Herbert Sheldon

Publikoval zcela odlišnou metodiku hodnocení tělesné stavby než byly užívány do této doby. Zavedl pojem somatotyp, který definoval jako vztah morfologických komponent vyjádřený třemi čísly

Sheldon pro vyjádření tělesné stavby zavedl tři komponenty, vyjádřené čísly. Názvy komponent odvodil od zárodečných listů a tkání z nich vznikajících, zavedl tedy komponentu ektomorfní, mezomorfní a endomorfní. Na jejich základě definuje tzv. morfofenotyp, tedy geneticky determinovaný tělesný typ. Každé z komponent přiřadil 7 bodovou stupnici. Celý somatotyp je nakonec vyjádřen trojčíslím

Heathová a Carter

Tato metoda je dnes celosvětově používána. Jednotlivé komponenty somatotypu jsou definovány:

Endomorfie

vztahuje se k relativní tloušťce či relativní hubenosti hodnocených osob. Endomorfie tedy hodnotí množství podkožního tuku a leží na kontinuu od nejnižších hodnot k nejvyšším. Nízké hodnoty endomorfní komponenty ukazují na typ člověka s malou vrstvou podkožního tuku, naopak vysoké hodnoty jedince s vysokou vrstvou podkožního tuku.

Mezomorfie –

se vztahuje k relativnímu svalově kosternímu rozvoji ve vztahu k tělesné výšce. Oceňuje jej a leží na kontinuu od nejnižších hodnot k nejvyšším. Mezomorfie může být považována za hubenou tělesnou hmotu ve vztahu k tělesné výšce, skládající se z mukosleletálního systému, měkkých orgánů a tělesných tekutin (nebo také celého těla bez podkožního tuku). Nízká hodnota mezomorfní komponenty ukazuje na člověka se slabou kostrou a slabě vyvinutým kosterním svalstvem. Opačný extrém pak ukazuje na člověka se silně vyvinutou kostrou a silným rozvojem kosterního svalstva.

Ektomorfie –

se vztahuje k relativní délce částí těla. Její stanovení je založeno především na indexu podílu výšky ke třetí odmocnině hmotnosti. Tento poměr a určení stupně ektomorfie spolu souvisí tak, že hodnoty na dolním konci rozložení zaznamenávají krátkost tělesných rozměrů naopak horní konec rozložení zaznamenává délku tělesných rozměrů. Tato třetí komponenta hodnotí formu a stupeň rozložení první a druhé komponenty. Nízká hodnota ektomorfní komponenty označuje člověka s krátkými končetinami, kdežt

somatotyp dětí vs. dospělých

Somatotyp dětský se liší od somatotypu dospělých. V rámci růstu a vývoje mohou projít změnami všechny tři komponenty. Některé somatotypy se nezmění, jiné mají tendenci k návratu, další se od somatotypu na začátku puberty naprosto odchylují. Největší změny se odehrávají u chlapců, kteří jsou před nástupem puberty lokalizování v endomorfní zóně. Nejmenší změny nastávají u mezomorfů-ektomorfů

Estetické hledisko

ání muži s převažující mezomorfní složkou, u žen je situace poněkud jiná, zde jsou za nejpohlednější považovány ženy v oblasti mezo-endomorfní.

Hodnocení optimální hmotnosti

Hodnocení optimální hmotnosti je problematickou otázkou, o které se neustále diskutuje. Existuje dlouhá řada indexů, které popisují vztah mezi tělesnou výškou a váhou (např. Brocův, Quetelet-Bouchardův, Rohrerův index tělesné plnosti, index ponderalis).

n Brocův index optimální hmotnosti

Tělesná hmotnost / tělesná výška – 100. Za optimální hmotnost u žen je považována hodnota o 10% nižší než vypočítané číslo. Na obezitu zase ukazuje hodnota o 10-20% vyšš

Body mass index (BMI)

BMI= hmotnost v kg / (výška v metrech)2

Ukazuje se však, že BMI index ve vztahu k tělesnému složení zohledňuje spíše složku svalovou než tukovou a kosterní. Proto není dobrým ukazatelem pro skupiny obyvatel s vysokou tělesnou aktivitou (sportovce). Proto někteří autoři (Šrámková, Šrajer, Bláha 2000) uvádějí pro hodnocení optimální hmotnosti tzv. FMI (Fat mass index)

FMI

FMI= hmotnost tuku v kg / (výška v metrech)2

Tři indexy rizikovosti:

WHR index (waist hips ratio) – obvod pasu/obvod boků

Obvod přes pupek (omphalion)/obvod boků

Největší obvod břicha/ obvod boků

Nejzávažnějším rizikem pro organismus je abdominální obezita.