Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin. Využití bioelektrické impedance pro analýzu lidského těla Diplomová práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Využití bioelektrické impedance pro analýzu lidského těla Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Gabriela Zorníková, Ph.D. Vypracovala: Bc. Adéla Lencová Brno 2012

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem svou diplomovou práci na téma Využití bioelektrické impedance pro analýzu lidského těla vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne podpis diplomanta.

3 PODĚKOVÁNÍ Touto cestou bych ráda poděkovala vedoucí diplomové práce Ing.Gabriele Zorníkové Ph.D. za vstřícnost, odborný dohled a poskytnutí cenných rad. Také bych chtěla poděkovat své rodině a příteli za podporu během celého studia.

4 ABSTRAKT Diplomová práce se zabývá využitím bioelektrické impedance pro analýzu lidského těla. První část je věnována literární rešerši, která poskytuje ucelený přehled nad složením lidského těla, problematikou obezity a metodami měření tělesné kompozice. Praktická část se zabývá využitím bioelektrické impedance pomocí přístrojů Bodystat QuadScan 4000 a InBody 230. Analýza lidského těla byla provedena na účastnicích kurzu STOB v roce V průběhu redukčního kurzu byly sledovány změny BMI, hmotnosti, ATH, tukové a svalové tkáně, CTV, ECT, ICT a WHR. Mezi 1. měření (na začátku kurzu), 2. měření (po 5 týdnech) a 3. měření (po 11 týdnech) u sledovaných parametrů nebyl prokázán statisticky významný rozdíl (p>0,05). Diplomová práce se zaměřuje i na srovnání rozdílů mezi sledovanými parametry na přístroji Bodystat QuadScan 4000 a InBody 230 v souhrnu za všechny klientky a celé období. Mezi měřenými přístroji byly statisticky rozdílné pouze naměřené hodnoty ECT a ICT (p<0,05). Klíčová slova: obezita, BMI, hmotnost, tuková tkáň, Bodystat QuadScan 4000 a InBody 230

5 ABSTRACT The diploma thesis deals with bioelectrical impedance application for human body analysis. First part is dedicated to the literary research, which provides a comprehensive view over the composition of the human body, problems with obesity and methods of measuring body composition. Practical part deals with the use of bioelectrical impedance by devices Bodystat QuadScan 4000 and InBody 230. Analysis of human body was realized on participants from the course STOB in There were observed changes on BMI, weight, adipose and muscle tissue, CTV, ECT, ICT and WHR during the reduction course. There was no statistically significant diference (p>0,05) between the first measurement (on the beginning of the course), the second measurement (after 5 weeks) and the third measurement (after 11 weeks). The diploma thesis focuses also on differences between investigated parameters on the device Bodystat QuadScan 4000 and InBody 230 in total for all clients and entire period. Between measured devices were values EXT and ICT statistically different (p<0,05). Key words: obesity, BMI, weight, adipose tissue, Bodystat QuadScan 4000 and InBody 230

6 OBSAH 1 ÚVOD LITERÁRNÍ REŠERŠE OBEZITA Prevalence obezity Etiopatogeneze obezity Energetická bilance Klasifikace obezity SLOŽENÍ LIDSKÉHO TĚLA Tělesný tuk Tukuprostá hmota a aktivní tělesná hmota Celková tělesná voda METODY MĚŘENÍ TĚLESNÉ KOMPOZICE Metody měření distribuce tukové tkáně Metody založené na vodivosti těla Referenční metody POHYBOVÁ AKTIVITA KOGNITIVNĚ-BEHAVIORÁLNÍ TERAPIE OBEZITY CÍL PRÁCE METODIKA Statistické zpracování VÝSLEDKY Charakteristika účastnic kurzu Závislost mezi termíny měření a sledovanými parametry, které byly měřeny na přístroji Bodystat Závislost mezi termíny měření a sledovanými parametry, které byly měřeny na přístroji InBody Srovnání rozdílů mezi sledovanými parametry získanými z přístroje InBody 230 a Bodystat QuadScan 4000 v souhrnu za všechny klientky a celé období DISKUSE LITERATURA SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM ZKRATEK... 66

7 1 ÚVOD V dnešní době se zvyšující se životní úrovní je kladen důraz na kvalitu života. Velmi diskutovaným tématem v současné dietologii je nadměrná hmotnost, obezita a jejich vliv na zdraví člověka. Zdravotní následky obezity a jejích komplikace představují značný socioekonomický problém. Obezita je jednou z nejrychleji se šířící civilizační chorobou. V České republice každý dospělý v průběhu života navýší svoji hmotnost o 0,25 kg za rok. Celkový podíl obézních v české populaci se zvýšil z 18% na 23% (MATOULEK, 2010a). Nadváha se vyskytuje u 34% české populace (MATOULEK et al., 2010). Obezita se podílí na mortalitním riziku ve všech věkových kategorií populace a je součástí metabolického syndromu. U osob do 50 let je tato spojitost 2krát silnější (BERKOVÁ et al., 2011). Tělesná tloušťka je lepším ukazatelem kardiovaskulárního rizika než tělesná zdatnost (CHRISTOU et al., 2005). Body mass index a obvod pasu patří mezi nejjednodušší parametry hodnotící obezitu. Mezi sofistikované metody zjišťující podrobné složení lidského těla řadíme bioelektrickou impedanční analýzu (BERKOVÁ et al., 2011). BIA je ideální metodou pro analýzu tělesného složení u zdravých jedinců a u řady chronických onemocnění, jakým je i obezita (BAXOVÁ et al., 2009). Diagnostika obezity a komplikací s ní související jsou nezbytné. 7

8 2 LITERÁRNÍ REŠERŠE 2.1 OBEZITA Obezita je multifaktoriálním onemocněním, které je výsledkem interakce vnějších faktorů s faktory genetickými (HAINER, 2011). Nadváha a obezita je definována jako nadměrné uložení tuku v organismu, které může poškodit zdraví člověka (www 13). Tělesná hmotnost jak u mužů, tak žen se zvyšuje s věkem. S rostoucí tělesnou hmotností roste riziko ischemické choroby srdeční, diabetu mellitu 2. typu (DM 2. typu), žlučových kamenů, nádoru prsu, vaječníku, děložní sliznice a tlustého střeva (KAŇKOVÁ, 2003) Prevalence obezity Obezita postihuje populaci rozvinutých i rozvojových zemí ve stoupající míře a dosahuje charakteristik pandemie. Světová zdravotnická organizace (WHO, World Health Organization) uvádí, že se výskyt obezity po celém světě od roku 1980 více než zdvojnásobil. 65% světové populace žije v zemích, kde nadváha a obezita zabíjí více lidí než podvýživa. V roce 2015 se předpokládá 700 miliónů obézních osob ve věku nad 15 let (HAINER, 2011; www 13). Výskyt obezity v Evropě má vzestupný charakter. V jednotlivých zemích je dynamika zvyšování prevalence rozdílná. V České republice dochází k nárůstu prevalence nadváhy a obezity u dospělých i u dětí. Jedná se zejména o přesun z kategorie nadváhy do kategorie obezity a zvyšování prevalence závažnějších stupňů obezity. Nárůst výskytu obezity se týká spíše mužů, zatímco u žen se prevalence nadváhy spíše snížila (HAINER, 2011) Etiopatogeneze obezity Jak už bylo řečeno, obezita vznikající v důsledku multifaktoriálního podmíněného onemocnění, při němž interakce vlivu prostředí s hereditárními predispozicemi vede k pozitivní energetické bilanci, která má za následek nadměrné hromadění tukové tkáně. V současné době lze obezitu z etiopatogenetického hlediska rozdělit: 8

9 Běžná obezita se na výskytu veškerých obezit podílí více než z 90 %. Je multifaktoriálně podmíněná zvýšenou hereditární predispozicí k obezitogenním faktorům zevního prostředí. Obezita navozená léky se vyskytuje v důsledku zvýšené preskripce léků, které se podílejí na regulaci tukové tkáně nebo přímo ovlivňují adipogenezi v tukové tkáni. Obezita endokrinně podmíněná je typický typ obezity u Cushingova syndromu. V důsledku zvýšené produkce ACTH (adrenokortikotropního hormonu) tumorem hypofýzy, dochází k nadměrné produkci kortizolu. V důsledku narušení metabolizmu lipidů dochází k charakteristické kumulaci tuku na trupu, zatímco končetiny zůstávají štíhlé. Cushingův syndrom je typický centripetálním typem obezity (KAŇKOVÁ, 2003). Obezita monogenní je onemocnění projevující se těžkou obezitou v časném dětství. Vznikající v důsledku mutace jednoho genu, která většinou postihuje regulační leptin melanokortinovou osu (HAINER, 2011) Energetická bilance Obezita je definována zmnožením tuku vlivem pozitivní energetické bilance u geneticky predisponovaných osob. Nepoměr mezi přijatou a vydanou energií je hlavní příčinou obezity. Dochází tak k porušení energetické rovnováhy. Podíl genetických faktorů na stanovení tělesné hmotnosti činí asi 40%, zevní faktory se podílejí z 60% (viz obrázek 1) (DOBŠÁK, 2009; HAINER, 2011). 9

10 Obrázek 1: Zevní a genetické faktory ovlivňující energetickou rovnováhu a tělesnou hmotnost (10) (EE PA = energy expenditure due to physical activity = energetický výdej při pohybové aktivitě, DIT = diet-induced thermogenesis = dietou navozená termogeneze, REE = resting energy expenditure = klidový energetický výdej) (HAINER, 2011) Energetický příjem Energetický příjem je ovlivněn zastoupením základních živin v přijímané potravě. Vysoký příjem tuků, nízký příjem vlákniny a neadekvátní konzumace ovoce a zeleniny úzce souvisí se vznikem obezity. Mnoho studií potvrzuje vztah mezi nadbytečným příjmem tuků, jednoduchých sacharidů a vznikem obezity. Rozsáhlé metaanalýzy poukazují na výši celkového energetického příjmu, která rozhoduje o kumulaci tuku v organismu. Je nutné zdůraznit, že energetický příjem je kromě kulturních a socioekonomických faktorů významně ovlivněn faktory hereditárními (HAINER, 2011; OGUNBODE et al., 2011). Tuky Zvýšený energetický příjem je ovlivněn zejména zvýšenou konzumací tuků. Příjem tuků by se měl na celkovém denním energetickém příjmu podílet z 30%. Ve skutečnosti tomu tak není. V současné době příjem tuků představuje 36-38%, 10

11 v západních zemích 30-40% z celkového energetického příjmu. Tuky mají velmi vysokou energetickou hodnotu (38 kj g -1 ). Z důvodu malé sytící schopnosti, je pro nasycení vyžadována větší konzumace tuků než bílkovin či sacharidů. Zvýšený příjem tuků v potravě nevede k bezprostřednímu vzestupu jeho oxidace, z tohoto důvodu je veškerý nadbytečný příjem energie ve formě tuků inkorporován do tukových zásob. Kapacita tvorby tukových zásob je do jisté míry neomezená. Oxidace tuků stoupá až jako odpověď na zvýšení tukových zásob v důsledku pozitivní energetické bilance. Inzulinorezistence související se zmnožením tukových zásob je považována za adaptační mechanismus, který znemožňuje další inzulínem zprostředkované hromadění triacylglycerolů v tukových buňkách (HAINER, 2011; MANN et al, 2007). V mnoha studiích byla zkoumána souvislost konzumovaného tuku k obezitě a metabolickému syndromu. V řadě studií nebyl potvrzen vliv charakteru tuku na výši BMI (Body Mass Index) a výskyt obezity. Bylo prokázáno, že vyšší příjem omega- 3 mastných kyselin (EPA = eicosapentaenoic acid a DHA = docosahexaenoic acid) snižuje kardiovaskulární onemocnění a protektivně působí jak na vznik obezity, tak na rozvoj metabolického syndromu (BUCKLEY et al., 2009; HAINER, 2011). Sacharidy Sacharidy mají dobrou sytící schopnost. Energetická hodnota je 17 kj g -1. Na vznik obezity má vliv charakter sacharidů. Nadměrná konzumace jednoduchých sacharidů souvisí s rozvojem obezity. Kompletní sacharidy se nepodílejí na vzniku obezity (HAINER, 2011). Minimální příjem sacharidů pro vyvarování se ketózy je 50 g den -1. Denní potřeba glukózy, jako esenciální zdroj energie pro mozek, červené krvinky a dřeň ledvin, je 180 g den -1. Glukoneogenezí je průměrně vytvořeno 130 g den -1, tudíž množství 50 g den -1 odpovídá minimálnímu příjmu sacharidů. Energie získávána oxidací mastných kyselin je požadována při nedostatečném příjmu sacharidů (MANN et al., 2007). Intervenční studie poukazují na souvislost mezi konzumací slazených nápojů a zvýšenou hmotností. Pro eliminaci rizika nárůstu hmotnosti je doporučeno snížit konzumaci slazených nápojů bohatých na jednoduché sacharidy (DAM VAN, 2007). Pro prevenci obezity WHO doporučuje omezit příjem jednoduchých sacharidů do 10 % z celkového energetického příjmu (MANN et al., 2007). Dietní vláknina obsažena v celozrnných výrobcích, zelenině, luštěninách a ovoci je spojována se snížením 11

12 energetické denzity potravy a s navozením pocitu sytosti (DAM VAN, 2007). Nedostatečná konzumace vlákniny z ovoce a zeleniny může souviset s výskytem obezity a jejích komplikací. Pokles hmotnosti, pozitivní ovlivnění lipidového spektra a zvýšení citlivosti k inzulínu, vzniká v důsledku záměny tuků za sacharidy (HAINER, 2011). Bílkoviny Bílkoviny jsou charakteristické nejvyšší sytící schopností ze všech živin a nízkým energetickým obsahem 17 kj g -1. Nadměrná konzumace bílkovin nemá přímý vliv na rozvoj obezity, ale současný příjem živočišných tuků se na vzniku obezity podílí. Bílkoviny výrazně zvyšují postprandiální termogenezi, která se podílí na celkovém energetickém výdeji z 8-12 % (HAINER, 2011). Alkohol Energetická denzita 29 kj g -1 je značná. Nadměrná konzumace alkoholu má vliv na rozvoj obezity a na akumulaci viscerálního tuku (HAINER, 2011). Působení alkoholu na zdraví člověka je často diskutované téma. Umírněná konzumace alkoholu je spojovaná se sníženým rizikem kardiovaskulárních onemocnění. Jedním ze základních mechanismů pro tento pozitivní dopad je zvýšená hladina HDL cholesterolu (high density lipoproteins) v plazmě (VAN DE WIEL, 2011). Studie poukazují na přiměřený příjem alkoholu (cca 100 g týden -1 ) u pacientů s těžkou obezitou v souvislosti s menší manifestací metabolického syndromu (HAINER, 2011) Energetický výdej Celkový energetický výdej je charakterizován: klidovým energetickým výdejem, postprandiální termogenezí a energetickým výdejem při pohybové aktivitě. Dílčí složkou je i termoregulace. 12

13 Energetický výdej [%] Bazální energetický výdej Postprandiální termogeneze Energetický výdej při pohybové aktivitě Termoregulace -20 Obrázek 2: Složky energetického výdeje a jejich průměrné procentuální zastoupení (GROPPER, 2009). Pro stanovení etiopatogeneze obezity a určení cílené léčby daného jedince, je významné měření výdeje energie. Klidový energetický výdej tvoří 55-70% energetického výdeje a je měřen bazálním energetickým výdejem. REE je snížen při nedostatečném příjmu energie v konsekvenci poklesu sekrece inzulínu a snížení tonu sympatiku. Při nadměrné konzumaci potravy je REE zvýšen. Fyzická aktivita zvyšuje REE po dobu několika hodin. Horečka navyšuje REE o 13% na každý stupeň nad 37 C. Pro stanovení klidového energetického výdeje využíváme metodu nepřímé kalorimetrie, přímé kalorimetrie a výpočet rovnicí (viz. tabulka 1) (GROPPER, 2009; HAINER, 2011). Tabulka 1: Rovnice pro výpočet klidového energetického výdeje (kcal 24 hodin -1 ) (HAINER, 2011). Rovnice Ženy Muži Harris- Benedicta WHO (9,5 x hmotnost) + (1,85 x výška) (4,7 x věk) let: [(55,6 x hmotnost) (1397,4 x výška) + 146] / 4, let: [(36,4 x hmotnost) - (104,6 x výška) ] / 4, (13,7 x hmotnost) + (5 x výška) - (6,8 x věk) let: [(64,4 x hmotnost) - (113 x výška) ] / 4, let: [(19,2 x hmotnost) - (66,9 x výška) ] / 4,184 13

14 Postprandiální termogeneze, je tvořena trávením, transportem, metabolismem, vstřebávání živin po příjmu potravy a aktivací sympatického nervového systému po jídle. Bílkoviny s nejvyšším termickým efektem zvyšují energetický výdej o 20-30%, sacharidy se středním termickým efektem navyšují energetický výdej o 5-10% a tuky o 0-5% (GROPPER, 2009). Významnou část energetického výdeje (20-40%) tvoří energetický výdej při pohybové aktivitě. Zvýšení energetického výdeje může být ovlivněno kouřením, příjmem kofeinu a metylxantinů (HAINER, 2011) Klasifikace obezity Kvantitativní zastoupení tuku v organismu lze měřit několika způsoby. Dle WHO nejběžnějším kvantitativním parametrem k posouzení normální či patologicky zvýšené hmotnosti je BMI. Pro přesnější diagnostiku je nutné stanovit obsah tuku a určit distribuci tuku v těle. Index tělesné hmotnosti lze vypočítat dle vzorce: BMI = hmotnost [kg] výška [m -2 ]. U osob s vysokým zastoupením svalové hmoty může vést stanovení BMI k chybné diagnóze. Hodnocení indexu tělesné hmotnosti u dospělých ve vztahu ke zdravotním rizikům uvádí tabulka 2 (HAINER, 2011; KAŇKOVÁ, 2003) Tabulka 2: Mezinárodní klasifikace podváhy, nadváhy a obezity podle BMI dle WHO (WHO, 2000). Klasifikace BMI [kg m -2 ] Riziko komplikací obezity Podváha < 18,50 Nízké (riziko jiných chorob) Normální hmotnost 18,50 24,99 Průměrné Zvýšená hmotnost 25,00 Zvýšené Nadváha 25,00 29,99 Mírně zvýšené Obezita I. stupně 30,00 34,99 Středně zvýšené Obezita II. stupně 35,00 39,99 Velmi zvýšené Obezita III. stupně 40,00 Vysoké 14

15 Obezitu můžeme klasifikovat podle kvalitativního hlediska na androidní (centrální) a gynoidní (periferní) typ. U androidního typu obezity je distribuce tuku v horní části trupu, zejména v oblasti hrudní a břišní. Tento typ obezity je zdravotně rizikovější a vyskytuje se zejména u mužů. Androidní typ obezity souvisí s poruchou metabolismu lipidů, sacharidů, s diabetem mellitem, dnou, aterosklerózou a kardiovaskulárním onemocněním. Gynoidní typ obezity je charakterizován distribucí tuku v oblasti boků a stehen (KAŇKOVÁ, 2003; OGUNBODE et al., 2011). Gynoidní obezita u žen je spojována s varixy (= křečové žíly), poruchou příjmu potravy a celulitidou (FAIT et al., 2009). 2.2 SLOŽENÍ LIDSKÉHO TĚLA Ideální tělesná hmotnost z pohledu zdraví a výkonu je individuální. Je ovlivněna věkem, pohlavím, tělesnou aktivitou, somatotypem a dědičností. Stravovací zvyklosti jsou jedním z parametrů působících na tělesnou hmotnost jedince (HAVLÍČKOVÁ, 2008). Vliv tělesné zátěže na lidský organismus je ze somatometrického hlediska hodnocen změnami frakcionace tělesné hmotnosti. Dochází zejména k úbytku tukové tkáně a k nárůstu svalové tkáně (RIEGEROVÁ et al., 2006). Z nejjednoduššího hlediska je tělo složeno z tělesného tuku a tukuprosté hmoty (FFM, fat free mass). Tělesný tuk je tvořen esenciálním, viscerálním a podkožním tukem. FFM zahrnuje svalovou tkáň, tělní tekutiny, kosti a orgány (DUNFORD, 2010) Tělesný tuk Tělesný tuk je nejvariabilnější složkou lidského těla. Celkové množství tělesného tuku je tvořeno esenciálním a zásobním tukem (www 9). V důsledku hladovění, přejídání nebo nemoci, může být množství tuku v těle výrazně ovlivněno. Při hladovění jsou zásoby tuku plně využity, u obezity mohou naopak vzrůst až na 70% (KLEINWÄCHTEROVÁ et al., 2001). Esenciální tuk je nezbytný pro normální funkci lidského organismu. U žen je procentuální zastoupení esenciálního tuku výrazně vyšší než u mužů (viz. tabulka 3), z důvodu fertilního období žen. Zásobní tuk je lokalizován okolo vnitřních orgánů (viscerální) a přímo pod kůží (podkožní zásobní tuk). Podkožní tuk je vhodný jako 15

16 zásobárna energie, z důvodu vysokého energetického obsahu a působí jako tepelný izolátor (www 9). Tuk a tuková tkáň v těle nejsou totožné pojmy. Tuková tkáň je složena z adipocytů, extracelulární tekutiny, cév, nervových zakončení a pojivové tkáně. Tuk je kvantitativně zastoupen z velké většiny triacylglyceroly a je tvořen výhradně lipidy v tukové tkáni (HAINER, 2011). American Council on Exercise (ACE) klasifikuje % zastoupení tělesného tuku pro muže a ženy (viz tabulka 3) (www 1). Procento tělesného tuku kolísá od 5-12% u mužů a 10-20% u žen. Pro normální populaci procento tělesného tuku vzrůstá s věkem (viz. tabulka 4). Hodnoty vyšší jak 25% pro muže a 31% pro ženy souvisí s rizikem rozvoje chronických onemocnění a jsou považovány za obezitu (HAVLÍČKOVÁ, 2008). Tabulka 3: Zastoupení tělesného tuku dle ACE (www 1). Klasifikace Ženy (% tělesného tuku) Muži (% tělesného tuku) Esenciální 10-13% 2-5% Atletická forma 14-20% 6-13% Fitnes forma 21-24% 14-17% Přijatelná hodnota (průměr) 25-31% 18-24% Obezita 32% 25% Tabulka 4: Procentuální zastoupení tělesného tuku u normální populace (JEUKENDRUP et al., 2010). > 30 let let > 50 let Ženy 14-21% 15-23% 16-25% Muži 9-15% 11-17% 12-19% 16

17 2.2.2 Tukuprostá hmota a aktivní tělesná hmota Tukuprostá hmota (FFM) a aktivní tělesná hmota (ATH, lean body mass-lbm) jsou často nesprávně zaměňovány. Aktivní tělesná hmota zahrnuje hmotnost svalů, kostí, pojivové tkáně, vnitřních orgánů. Vyskytuje se zde také malé množství esenciálního tuku, který se nachází v kostní dření, CNS, vnitřních orgánech a u žen v prsní žláze a v pánevní oblasti (HAVLÍČKOVÁ, 2008; www 9). FFM je heterogenní komponentou a neobsahuje žádné složky lipidové povahy. Tukuprostou hmotu tvoří z 60% svalstvo, z 25% opěrné a pojivové tkáně a 15% hmotnost vnitřních orgánů. Svalová tkáň je v lidském těle tvořena 3 typy: kosterní sval, srdeční sval a hladké svalstvo. Pohybová aktivita indukuje změny ve složení lidského těla. Adaptace kosterních svalů a tukové tkáně na fyzické zatížení je geneticky ovlivněno. Pohybové zatížení jedince má bezprostřední efekt na metabolismus a to zvýšením energetického výdeje. Tento pozitivní účinek přetrvává ještě několik hodin po pohybové aktivitě (RIEGEROVÁ et al., 2006) Celková tělesná voda Tělesná voda je nejvýznamnější složkou celkové tělesné hmotnosti a je hlavní součástí vnitřního prostředí organismu. Množství vody v těle je ovlivněno věkem, pohlavím, tělesnou hmotností a individuálně fyziologicky osciluje podle příjmu a výdeje. Celková tělní voda (CTV) u dospělých žen tvoří 50% u mužů 60% tělesné hmotnosti. Největší zastoupení vody je v krvi a v ostatních tělních tekutinách (91-99%), ve svalové tkáni (75-80%) a v kůži. Nepatrné množství se nachází v kostech (22%) a v tukové tkáni (10%). Voda se v organismu nachází v buňkách a mimo buňky. Buněčná voda tvoří s rozpuštěnými koloidy a krystaloidy intracelulární tekutinu (ICT). Mimobuněčná voda tvoří s rozpuštěnými látkami extracelulární tekutinu (ECT). ICT vytváří u žen 32% tělesné hmotnosti (u mužů 40%). ECT se podílí na celkové tělesného hmotnosti u ženy z 21% (u muže z 20%) (viz obrázek 3). Nižší procentuální zastoupení vody u žen je z důvodu vyššího podílu tukové frakce (RIEGEROVÁ et al., 2006; TROJAN, 2003). 17

18 Obrázek 3: Rozložení tělních tekutin (TROJAN, 2003). 2.3 METODY MĚŘENÍ TĚLESNÉ KOMPOZICE Metody měření distribuce tukové tkáně Distribuce tuku v těle určuje nezávislý rizikový faktor vzniku metabolických a oběhových komplikací obezity. Mezi antropometrické metody řadíme měření obvodu pasu, boků a kalkulaci poměru pas/boky, pas/výška. Jednoduchým antropometrickým ukazatelem a nejlépe korelujícím s intraabdominálním obsahem tukové tkáně je obvod pasu. Je měřen v horizontální rovině mezi spodním okrajem dolního žebra a hřebenem kosti kyčelní (crista iliaca) (viz. obrázek 4). Díky měření obvodu pasu lze přiblížit tíži rizika kardiovaskulárních a metabolických komplikací. Hraniční hodnoty obvodu pasu ve vztahu ke kardiometabolickému riziku uvádí tabulka 3. Zvýšená hodnota obvodu pasu je jedním z kritérií metabolického syndromu (HAINER, 2011; LUKÁŠ et al., 2010). Studie IDEA (International Day for the Evaluation of Abdominal Obesity) poukazuje na vzestup frekvence koronární choroby srdeční související se stoupajícím BMI a délkou obvodu pasu (BALKAU et al., 2007). Obvod boků je měřen v horizontální rovině ve výši maximálního vyklenutí hýždí (viz. obrázek 4). Hodnoty poměru pas/boky uvádí tabulka 5 (HAINER, 2011). 18

19 Abdominální obezita je definována hodnotou poměru pas/boky (WHR, Waist-Hip Ratio) 0,90 u mužů a 0,85 u žen (WHO, 2008). Obrázek 4: Měření obvodu pasu a boků (HAINER, 2011). Tabulka 5: Distribuce tuku dle obvodu pasu (WHO, 2000). Riziko vzniku metabolických komplikací Obvod pasu v (cm) spojených s obezitu Muži Ženy zvýšené vysoké Antropometrické měření kožních řas Kaliperace je nejrozšířenější a nejjednodušší metodou měření podkožního tuku pomocí měření tloušťky kožních řas (HAVLÍČKOVÁ, 2008). Tato metoda využívá přímý vztah mezi množstvím podkožního tuku a celkovým tělesným tukem (www 9). Pro stanovení tloušťky kožních řas se používají speciální kontaktní měřidla kalipery. Měření kožních řas pomocí různých kaliperů může vést k významným odchylkám v predikci procenta tělesného tuku (HAVLÍČKOVÁ, 2008). Důkladné vyšetření 19

20 zahrnuje měření 10 kožních řas dle Pařízkové (viz. tabulka 6). Určitý druh kaliperu je specifický pro každou z metod. Bestův kaliper se používá při měření metodou dle Pařízkové. Harpendenský a jeho modifikace Holtainův kaliper je využit při měření metodou dle Durnina (HAINER, 2011). Mnoho výzkumných studií srovnává kalipery z plastické hmoty a dražší kalipery kovové. Studie potvrzují, že kalipery z plastické hmoty podhodnocují velikost kožní řasy a nejsou přesně kalibrovány (HAVLÍČKOVÁ, 2008). Výsledky měření kožních řas různými typy kaliperů nejsou srovnatelné, z důvodu různé velikosti kontaktních ploch a rozdílného tlaku vyvíjeného na plochu 1 mm 2 (KLEINWÄCHTEROVÁ et al., 2001). Výhodou kaliperace je nízká cena, nezatížení probanda a rychlost vyšetření (RIEGEROVÁ et al., 2006). Tabulka 6: Anatomická lokalizace řas podle metody Pařízkové (HAINER, 2011). Řasa Tvář Krk Hrudník I Triceps Subskapulární Hrudník II Suprailická Břicho Stehno Lýtko Lokalizace Horizontálně ve výši poloviny tragu (chrupavčitý výstupek na ušním boltci) pod spánkem Vertikální řasa pod jazylkou Šikmá řasa ve výši přední axilární řasy Vertikální řasa nad tricepsem ve výši poloviční vzdálenosti mezi acromion a olecranon Šikmá řasa pod dolním úhlem lopatky Šikmá řasa ve výši desátého žebra ve střední axilární čáře Šikmá řasa nad kosti kyčelní ve střední axilární čáře Šikmá řasa v polovině vzdálenosti mezi spina iliaca superior anterior a pupkem Vertikální řasa nad patelou Vertikální řasa pod podkolenní jamkou Index centralizace je další antropometrickou metodou pro vyšetření distribuce tuku v těle. Jedná se o poměr dvou podkožních řas subskapulární řasy a řasy nad tricepsem. Nevýhodou je, že index centralizace posuzuje poměr tukové tkáně 20

21 na trupu a ne na končetinách, ale značnou výhodou metody je nízká cena (HAINER, 2011) Metody založené na vodivosti těla Prevalence obezity a nadváhy v populaci má stoupající charakter. Z tohoto hlediska je velmi důležitá analýza složení těla: stanovení obsahu tukové tkáně, beztukové tělesné hmoty, vody, kostních minerálů a dalších složek těla. Pro zhodnocení výživového stavu člověka je důležité stanovit jak množství tuku v těle, tak jeho rozložení. Celkové množství tuku v těle můžeme hodnotit pomocí indirektních metod. Přímé měření je u žijících osob nerealizovatelné (DUNFORD M., 2010; HAINER, 2011; KLEINWÄCHTEROVÁ et al., 2001). Bioelektrická impedance (Bioelectrical Impedance Analysis = BIA) BIA je považována za relativně novou metodiku, která se pro stanovení složení těla používá od 80. let. Je to metoda neinvazivní, bezpečná, relativně levná a velmi rychlá. Využívá se při hodnocení složení těla u zdravých jedinců i u pacientů s různými klinickými diagnózami. Tato metoda měří složení těla na podkladě stanovení odporu těla vůči průchodu elektrického proudu o nízké intenzitě a vysoké frekvenci. Z Ohmova zákona je stanoveno, že proud procházející tělem je nepřímo úměrný jeho impedanci. Charakteristická jednotka pro resistenci či impedanci je ohm (Ω). BIA je založena na principu odlišných elektrických vlastností tkání, tuku a tělesné vody. Tělem prochází slabé, naprosto bezpečné a nepostřehnutelné elektrické proudění, kde elektrický proud prochází snadněji tekutinou v našich svalech než tukem. Elektrický odpor je ovlivněn množstvím vody v těle. Dobrým vodičem je tukuprostá hmota, která obsahuje vysoký podíl vody a elektrolytů. Tuková tkáň se chová jako izolátor z důvodu malého obsahu vody a elektrolytů. V aktivní a tukuprosté hmotě proud prochází vodou a elektrolytovými komponentami, kde výsledná rezistence je úměrná jejímu objemu (GROPPER et al., 2009; HAINER, 2011; HAVLÍČKOVÁ, 2008; RIEGEROVÁ et al., 2006; www 12). Definice základních fyzikálních veličin Impedance - je komplexní veličina popisující odpor tkáně a fázový posun napětí proti proudu při průchodu harmonického střídavého elektrického proudu dané frekvence. 21

22 Rezistence R představuje 95 % velikosti impedance, tzv. odpor prostředí. Tuková tkáň obsahující velké množství tuku, klade významný odpor. Většina elektrického proudu je zastavena na membránách tukových buněk. Jen malé množství elektrického proudu prochází kapilárami, což je oblast s malou rezistencí (viz obrázek 5). U svalové tkáně obsahující konstantní podíl vody 73,2 %, je měřena velmi malá rezistence. Reaktance X imaginární část impedance. Definována schopností tkání zpomalit elektrický proud (www 12). Obrázek 5: Elektrický proud v tukové tkáni (www 59). Celková tělesná voda (CTV) je základní proměnou, která BIA měří. Tukuprostá hmota (FFM) je dána rozdílem mezi celkovou hmotností a hmotností tělesného tuku. FFM je definována pomocí rovnice: FFM = CTV x 0, Množství CTV lze využít ke stanovení FFM, protože velká část CTV je lokalizována právě v tomto tělesném kompartmentu. Hodnota 0, 732 (73,2 %) je charakteristická pro průměrnou hydrataci tukuprosté hmoty. Množství ECT z objemu CTV s věkem klesá, hodnota ICT naopak narůstá (RIEGEROVÁ et al., 2006). Pro měření BIA je komerčně vyráběna řada přístrojů, které se liší dle lokalizace elektrod, mezi nimiž proud probíhá. Nejčastěji je používán excitační proud 800 µa s frekvencí 50 khz. Pro přesné stanovení složení těla je využíváno multifrekvenčního měření v různém počtu pásem frekvence elektrického proudu (5-100 pásem). 22

23 Frekvence < 10 khz měří jen extracelulární prostor, frekvence > 100 khz prochází buněčnou membránou a měří intracelulární prostor. U přístroje Bodystat jsou elektrody umístěny po dvou na zápěstí a nad hlezením kloubem stejnostranných končetin. Bipedální umístění elektrod na ploskách nohou mají nášlapné váhy Tanita. Bimanuální lokalizace elektrod, kdy elektrický proud probíhá pouze v horní části těla je typická pro váhy Omron. In-Body je přístroj se čtyřmi elektrodami - bimanuálními a bipedálními současně (HAINER, 2011; RIEGEROVÁ et al., 2006). Bodystat QuadScan 4000 Přístroj Bodystat QuadScan 4000 (viz. obrázek 6) nabízí rychlou, snadnou, ekonomickou a neinvazivní alternativu analýzy lidského těla. Tento přístroj pracuje na principu bioelektrické impedanční analýzy. Predikčními rovnicemi jsou vypočítány absolutní i procentuální hodnoty složení lidského těla. Tyto rovnice jsou modifikovány pro určité skupiny obyvatelstva (muži, ženy, sportovci). Bodystat QuadScan 4000 hodnotí: celkovou tělesnou vodu, intracelulární a extracelulární tekutinu, aktivní tělesnou hmotu, procento tuku v těle, svalovou hmotu, základní metabolickou potřebu (BMR, Basal Metabolic Rate). Přístroj využívá vícefrekvenční technologii (5, 50, 100 a 200 khz). Pro eliminaci chyb při měření je důležité dbát na správné umístění elektrod, vhodný výběr predikční rovnice a dodržování standardních podmínek při měření (www 6). Obrázek 6: Přístroj Bodystat QuadScan 4000 (www 6). 23

24 InBody 230 Přístroj InBody 230 využívá metody přímé analýzy segmentové multifrekvenční bioelektrické impedance (www 5). Předpokládá se, že tělo je složeno z pěti válců čtyř končetin a trupu (viz obrázek 7). Impedance těchto částí je měřena samostatně. Segmentální analýza je vysoce přesná, jelikož nedochází k ovlivnění měření mezi určitými segmenty. Výsledek měření není zkreslován empirickými odhady, jako je tomu u přístrojů, které hodnotí tělo jako jeden celek (www 3). Obrázek 7: Segmentální měření čtyři končetiny a trup (www 3). Pro co nejvyšší přesnost měření využívá přístroj InBody 230 čtyř polárních, osmi dotykových elektrod. Na každém segmentu je použito 10 měření impedance o dvou odlišných frekvencí (20 khz, 100 khz). Analýza je velmi rychlá do 30 vteřin. InBody 230 (viz. obrázek 8) hodnotí hmotnost těla, celkové množství vody v těle, ICT a ECT, hmotu kosterního svalstva, tukovou hmotu, procento tuku v těle, ATH, BMI, WHR, základní metabolickou potřebu (BMR, Basal Metabolic Rate), kontrola tuku a svalstva. InBody stanovuje i doporučený denní příjem kalorií a cvičební plán (www 5). 24

25 Obrázek 8: InBody 230 (www 4). Významné využití metody BIA je v lékařských odvětví obezitologii, nefrologii (při chronickém selhání ledvin) a kardiologii (www 12). Výhodou je časová nenáročnost a nezatížení pacienta. Metoda je citlivá na stav hydratace organismu. Stav hydratace organizmu může ovlivnit chybu měření z 2-4%. Nevýhodou BIA je závislost na anatomických poměrech vliv lokalizace tukové tkáně u žen při bimanuálním a bipedálním umístění elektrod. Pro získání objektivních hodnot a přesných výsledků je důležité dodržovat standardní podmínky: nejíst a nepít 2 hodiny před testem nepožívat alkohol 8-12 hodin před testem necvičit 8-12 hodin před testem dbát na přesné umístění elektrod části těla se při měření nesmějí dotýkat (HAINER, 2011; JEUKENDRUP et al., 2010; RIEGEROVÁ et al., 2006) 25

26 2.3.3 Referenční metody Hydrodenzitometrie Hydrodenzitometrie (vážení pod vodou) je metoda založená na stanovení složení těla na základě měření tělesné hustoty (WILLIAMS, 2010). Denzitometrie vychází ze vztahu: hmotnost = objem x denzita. Objem těla je určován různými způsoby, nejrozšířenější je využití principu Archimédova zákona (RIEGEROVÁ et al., 2006). Denzita (D, specifická hmotnost) lidského těla a obsah tuku je vypočítán na základě hmotnosti těla pod vodou a na vzduchu. V ČR se pro výpočet obsahu tuku nejčastěji používá rovnice podle Brožka a Siriho (viz. tabulka 7) Hustota lidského těla se blíží hustotě vody (1 g cm -3 ) a mění se s obsahem tuku. Každý kompartment má jinou hustotu. Denzita tuku je 0,9007 g cm -3, denzita LBM je 1,100 g cm -3 (HAINER, 2011). Při vážení pod vodou je tělo nadlehčováno vzduchem, který se nalézá v dýchacích cestách a plicích. Z tohoto důvodu se vážení provádí v maximálním expiriu a výsledek je korigován o objem reziduálního vzduchu. Gastrointestinální plyn je zadáván jako standardní číslo. Tabulka 7: Rovnice pro odhad tělesného tuku (RIEGEROVÁ et al., 2006). Brožek % tělesného tuku = (4,57/D 4,412) x 100 Siri % tělesného tuku = (4,95/D 4,5) x 100 Jedná se o metodu neinvazivního charakteru, finančně nenáročnou. Nevýhodou je vyloučení nespolupracujících probandů (malé děti, staří lidé a nespolupracující jedinci) (RIEGEROVÁ et al., 2006) Pletyzmografie Principem této metody je stanovení objemu těla ve vzduchotěsném uzavřeném prostoru. Jsou měřeny změny tlaku vzduchu a vypočte se objem těla. Tato metoda eliminuje přesnou spolupráci a často se užívá u dětí. Není zde vyžadováno měření reziduálního objemu (HAINER, 2011; RIEGEROVÁ et al., 2006). 26

27 Duální rentgenová absorciometrie Duální rentgenová absorciometrie (DEXA) je metoda založená na principu transmise rtg paprsků, které prochází organismem a jsou odlišně absorbovány kostní hmotou a měkkou tkání. Tato technologie se používá zejména ve specializovaných centrech pro výzkumné účely (HAINER, 2011; RIEGEROVÁ et al., 2006). Pomocí duální rentgenové absorciometrie se stanovuje množství abdominálního tuku. Měření kostní denzity napomáhá při detekci osteoporózy (WILLIAMS, 2010). Nevýhodou této metody je vysoká cena a expozice probanda určitému množství rtg záření (RIEGEROVÁ et al., 2006) Měření přirozeného izotopu draslíku 40 K Tato metoda se taktéž využívá ke stanovení obsahu tukové tkáně. 40 K je radioaktivní a emituje gama-záření, které je detekováno. Draslík je složkou pouze beztukové tělesné hmoty. Z celkového množství draslíku v těle je stanoveno množství LBM (HAINER, 2011). 27

28 2.4 POHYBOVÁ AKTIVITA Vhodně zvolená pohybová aktivita potlačuje úzkost, depresi, tlumivě ovlivňuje chuť k jídlu a příjem potravy. Fyzická aktivita pozitivně působí na psychický stav a sebevědomí. Obézní člověk na zátěž obdobné intenzity reaguje vyšší srdeční frekvencí, vyšším krevním tlakem, nižším dechovým objemem a vyšší dechovou frekvencí než člověk s normální hmotností. Energetický výdej při pohybové aktivitě je ovlivněn třemi faktory: intenzitou, dobou trvání aktivity a celkovou fyzickou zdatností (DOBŠÁK, 2009). Energetický výdej kj za den způsoben pohybovou aktivitou, znamená úbytek přibližně 0,033 kg tukové tkáně. Ale pozitivní efekt zvýšeného energetického výdeje působí ještě několik hodin po výkonu, bez vlivu jakékoliv další pohybové aktivity. Je velmi důležité zdůraznit, že pohyb zabraňuje adaptaci na nízký příjem (MATOULEK, 2011). Zvýšení energetického výdeje samotnou fyzickou aktivitou není hlavním prostředkem redukce hmotnosti. Pohybová aktivita současně s redukční dietou pozitivně prohlubuje negativní energetickou bilanci, má vliv na úbytek tukových zásob a zamezuje redukci aktivní tělesné hmoty, ke které velmi často dochází při redukční dietě. Pravidelná tělesná aktivita působí na zvýšení postprandiální termogeneze, příznivě ovlivňuje patologické stavy často s obezitou související (DOBŠÁK, 2009). Pozitivní efekty pohybové aktivity jsou: zlepšení činnosti srdce a cévního systému snížení hodnot krevního tlaku prohloubení dýchání zamezení rozvoje osteoporózy ovlivnění metabolismus tuků zvýšení HDL cholesterolu, snížení hodnot celkového cholesterolu zlepšení metabolismus sacharidů snížení rizika vzniku DM 2. typu (MÁLKOVÁ, 2005) Pohybovou aktivitu můžeme dělit na aerobní a anaerobní. Aerobní pohybová aktivita je typická svým vytrvalostním charakterem o nízké až střední intenzitě. Doba trvání je minimálně minut. Metabolismus probíhá za dostatečného přísunu kyslíku. Hlavním energetickým zdrojem jsou sacharidy, při dostatečné době trvání je 28

29 energie hrazena zejména tuky. Pozitivním efektem aerobní aktivity je zvyšování hladiny HDL cholesterolu. Anaerobní pohybová aktivita je typická krátkodobým intenzivním charakterem. Energie pro sval je hrazena anaerobní glykolýzou a vzniklý laktát způsobuje svalovou únavu (www 8; www 11) Studie potvrzují, že u obézních jedinců vede pohybová aktivita k poklesu činnosti lipoproteinové lipázy v tukové tkáni. Dochází ke snížení lipogeneze (tvorby tuku) a akumulaci triacylglycerolů v tukové tkáni (HAINER, 2011). Tento fakt je zřejmý při pravidelné fyzické aktivitě aerobního charakteru o nízké a střední intenzitě (40-60% maximální aerobní kapacity), kdy je využíván tuk jako zdroj energie. Důležitost pohybové aktivity u obézních jedinců není výhradně jen redukce hmotnosti, ale příznivé ovlivnění faktorů, představujících riziko kardiovaskulárních komplikací, zejména ischemické choroby srdeční (DOBŠÁK, 2009). Výzkum agentury STEM/MARK v roce 2008 prokázal, že pro výskyt obezity v dospělosti, je rozhodující existence obezity, resp. nadváhy v dětství. Ze studie dále vyplývá velký pozitivní efekt organizovaných pohybových aktivit v prevenci vzniku obezity nikoliv v následné léčbě (MATOULEK, 2010b). Randomizovaná studie zahrnující 52 obézních můžu s obvodem pasu v průměru 110 cm potvrzuje, že zvýšená pravidelná pohybová aktivita bez energetického omezení v příjmu potravy, má vliv na redukci hmotnosti a na značné snížení abdominální obezity a inzulínové rezistence (ROSS et al., 2000). 2.5 KOGNITIVNĚ-BEHAVIORÁLNÍ TERAPIE OBEZITY Kognitivně-behaviorální terapie (KBT, kognice = myšlení, postoj a behavior = chování) se řadí mezi základní směry současné psychoterapie (MÁLKOVÁ, 2002). KBT je nejúčinnějším přístupem řešení pro návykové problémy, jako je alkoholismus, kouření, ale i obezita. Je založena na poznatku, že nevhodné stravovací a pohybové návyky jsou naučené, ale dají se pomocí určitých technik odnaučit. Nevhodné chovaní je ovlivněno jak myšlením, tak emocí (MÁLKOVÁ, 2005). V průběhu terapie se klient chybné chování odnaučí a naučí se nové a vhodnější metody řešení problémů. Organizace STop OBezitě (STOB) aplikuje metodiku KBT ve skupinových kurzech snižování nadváhy (MÁLKOVÁ, 2002). Život obézních je často spojován s radikální nevhodnou dietou a s obdobím nekontroly nadměrného příjmu potravy. 29

30 Z tohoto hlediska je velmi důležité se zaměřit na emoce a kognice, které ke špatnému chování vedou. Terapii je nutné koncipovat komplexně. KBT je velmi efektivní u lehčího stupně obezity s BMI do 35 kg m -2, který je procentuálně nejvíce zastoupen. U obézních klientů s BMI nad 40 kg m -2 je nutná odborná spolupráce s obezitologem a KBT kombinovat s farmakoterapii a chirurgickými přístupy (www 10). Behaviorální faktory Při vzniku obezity hrají důležitou roli behaviorální faktory, jako jsou nepřiměřené stravovací a pohybové návyky. Mezi nevhodné stravovací návyky řadíme: konzumace neúměrného množství jídla (nad kj den -1 ) nesprávný výběr jídla (nadměrný příjem sladkostí a tučných jídel, nedostatek zeleniny a ovoce) nevhodná skladba potravy chybný režim jídla (konzumace jídla převážně v druhé polovině dne) nesprávný pitný režim (častý příjem energetických nápojů a nápojů s kofeinem) Mezi nevhodné zvyky pohybových aktivit řadíme: žádná fyzická aktivita nepřiměřená pohybová aktivita (nesprávně zvolený druh pohybu, nadměrná nebo nedostačující intenzita) Kognitivní faktory Při vzniku obezity hrají neopomenutelnou roli i kognitivní mechanismy chyby v myšlení. Jednou ze zásadních chyb je stanovení si nereálných cílů. Klient často nedosáhne stanoveného maximálního cíle a nemá tak potřebu udržet dosažený dílčí cíl a vrací se k původním nevhodným zvykům. Mezi další významný problém se řadí volba nevhodných metod redukce nadváhy. Velmi striktní redukční diety nejsou dlouho udržitelné a důsledkem jsou negativní myšlenky a změny nálad klienta. Obézní se tak přestává ovládat a hledá útěchu v nadměrném příjmu potravy. Mezi další negativní faktory řadíme zkreslené vnímání těla, kdy nespokojenost se svým tělem má vliv na zvýšený příjem potravy a minimální pohybovou aktivitu (MÁLKOVÁ, 2005; www 10). 30

31 Během 12 lekcí se účastnice kurzu STOB učí nové správné stravovací a pohybové návyky a pozměňují nové kognice. V průběhu dalších lekcí je cílem si nové získané chování a myšlení zafixovat. K celkovým změnám dochází postupně, pomalu a v konečném efektu zvýší kvalitu života klienta. Ke každé lekci účastník obdrží specifické brožury. Každá z lekcí je zaměřena na: 1. lekce: techniku sebekontroly sebepoznávání 2. lekce: analýzu stravovacích návyků 3. a 4. lekce: ovlivnění chování klientů 5. lekce: pohyb 6. až 9 lekce: techniky ke kontrole podnětů spouštějících jídlo 10. lekce: udržení hmotnostních úbytků 11. lekce: pomůcky, které vytvářejí a udržují správné stravovací a pohybové návyky 12. lekce: zopakování KBT obezity využívaná v redukčních kurzech STOB je součástí komplexního přístupu k terapii obezity v České republice (MÁLKOVÁ, 2007). 31

32 3 CÍL PRÁCE Má diplomová práce byla zaměřena na využití bioelektrické impedance pro analýzu lidského těla. Cílem diplomové práce bylo: Nastudovat dostupnou literaturu o složení lidského těla a možnostech využití bioelektrické impedance při hodnocení složení lidského těla Prakticky zvládnut metody bioelektrické impedance na přístrojích InBody 230 a BodyStat QuadScan 4000, optimalizovat podmínky pro správné měření Na zvolené skupině dobrovolníků dle časového harmonogramu provádět analýzy složení lidského těla pomocí přístrojů InBody 230 a BodyStat QuadScan 4000 Statisticky vyhodnotit získané výsledky 32

33 4 METODIKA Do testování bylo zahrnuto 14 účastnic redukčního kurzu STOB. Měření na přístroji InBody 230 probíhalo na AF Mendelovy univerzity v Brně. Měření na přístroji BodyStat QuadScan 4000 probíhalo přímo v kurzu STOB. Účastnice byly změřeny 3krát během 3-měsíčního redukčního kurzu, který se konal od září do listopadu roku První měření bylo uskutečněno před zahájením kurzu, druhé v polovině kurzu (po pěti týdnech) a třetí po ukončení kurzu STOB (po jedenácti týdnech). Bodystat QuadScan 4000 Účastnice byly poučeny a dodržovaly standardní podmínky pro měření metodou bioelektrické impedance, aby nedošlo k podhodnocení získaných výsledků. Mezi tyto podmínky patřilo: 2-3 hodiny před měřením nekonzumovat žádnou potravinu a nepít tekutiny, 12 hodin před měřením nekonzumovat alkohol a nevyvíjet fyzickou aktivitu těsně před měřením. Klientky byly před každou analýzou nejdříve zváženy na osobní digitální váze Tanita BC 545. Obvod pasu a boků jim byl změřen textilním metrem ze skleněného vlákna. Takovýto metr zabraňuje nechtěnému prodlužování díky nadměrné zátěži. Věk, výška, pohlaví, sportovní aktivita, změřená hmotnost, obvody pasu a boků byly manuálně zadány do přístroje Bodystat QuadScan Před měřením klientky odložily kovové předměty (prstýnky, náušnice, řetízky), aby nedocházelo ke zkreslení výsledků analýzy. Měření bylo provedeno za pomoci tetrapolárních elektrod v kombinaci se 4 svody na končetinách stejné strany těla v supinačním postavení. Na paži jsou elektrody umístěny ve středu metakarpálních kůstek a na zápěstí, na dolní končetině ve středu metatarzálních kůstek a na kotníku (viz. obrázek 9). Měřená klientka byla položena na nevodivé podložce vzdálené od veškerého elektrického zařízení. Klientka ležela na zádech s horními končetinami v abdukci, aby nedošlo ke kontaktu s tělem. U dolních končetin se stehna také nedotýkala. Klientky mohly být oblečeny, ale bylo nutné odstranit boty a ponožky. Styčné plochy s elektrodami byly očištěny alkoholem a měřící přístroj byl připojen (HAVLÍČKOVÁ, 2008; www 12). 33

34 Obrázek 9: Umístění elektrod na pravé horní končetině a pravé dolní končetině (www 12). InBody 230 Účastnice kurzu STOB byly před měřením na přístroji InBody 230 obeznámeny se standardními podmínkami pro měření, které dodržovaly. Mezi tyto podmínky patřilo: 2-3 hodiny před měřením nekonzumovat žádnou potravinu a nepít tekutiny, 12 hodin před měřením nekonzumovat alkohol a nevyvíjet fyzickou aktivitu těsně před měřením. Na dotykové obrazovce byl manuálně zvolen osobní údaj měřené osoby, jako je věk, výška a pohlaví. Před měřením klientky odložily kovové předměty (prstýnky, náušnice, řetízky), aby nedocházelo ke zkreslení výsledků analýzy. Klientky mohly být oblečeny, jelikož přístroj InBody automaticky odečetl 1 kg váhy za oblečení, tak nedocházelo ke zkreslení výsledků. Poté byl kladen důraz na správné držení těla (viz obrázek 10). Palec horní končetiny byl umístěn na vrchní straně rukojeti, zatímco ostatní prsty byly položeny na spodní stranu rukojeti. Paže nepřiléhají těsně k tělu. Před postavením na podložku pro chodila nohou, byly klientky bosy a styčné plochy byly očištěny alkoholem. Dolní končetiny byly mírném rozkročení (www 2). Obrázek 10: Správné umístění horních a dolních končetin na přístroji InBody 230 (www 4). 34

35 4.1 Statistické zpracování Získané výsledky jsem zapsala do programu Microsoft OfficeExcel 2003, následně jsem je statisticky zpracovala v programu Statistica 10. Byly využity softwary přístrojů Bodystat QuadScan 4000 a InBody 230. Použila jsem metody výpočtu základních statistických parametrů (průměr, směrodatná odchylka), Duncanův test a regresní analýzu. Statistickou významnost rozdílů měřených parametrů a statistické srovnání přístrojů jsem ověřovala na pětiprocentní hladině významnosti (p>0,05). 35

36 5 VÝSLEDKY 5.1 Charakteristika účastnic kurzu Soubor sledovaných osob byl tvořen účastnicemi kurzu STOB ve věku let (viz. obrázek 11). 50% 50% věk 30 let věk > 30 let Obrázek 11: Věkové rozdělení účastnic kurzu (n=12). Podle hodnoty BMI byly sledované osoby rozděleny do čtyř skupin (viz. obrázek 12): normální váha, kterou splňovala 1 účastnice s BMI 18,5-24,9 kg m -2 nadváha, kterou tvořilo 7 klientek s BMI 25-29,9 kg m -2 obezita I. stupně, kde bylo 5 účastnic s BMI 30-34,9 kg m -2 obezita II. stupně, která byla reprezentována 1 klientkou s BMI 35-39,9 kg m -2 36

37 7% 7% 36% 50% normální váha 18,5-24,9 kg m-2 nadváha 25-29,9 kg m-2 obezita I.stupně 30-34,9 kg m-2 obezita II.stupně 35-39,9 kg m-2 Obrázek 12: Rozdělení účastnic dle BMI kg m-2 (n=14). Dotazníkovým šetřením byl zjištěn zdravotní stav a zdravotní komplikace účastnic (viz. obrázek 13). 43% klientek zmiňovalo minimální pohybovou aktivitu z důvodu bolesti zad, kloubů a častých otoků na dolních končetinách. U gastrointestinálních komplikací klientky nejčastěji poukazovaly na problémy s vyprazdňováním. 8% 8% 22% 19% 43% pohybové problémy gastrointestinální problémy stres kardiovaskulární onemocnění únava Obrázek 13: Zdravotní stav účastnic (n=12). Obrázek 14 znázorňuje pohybovou aktivitu účastnic před zahájením kurzu STOB. Aerobní aktivita, kterou uvádělo 79% účastnic, je cvičení při nízké až střední 37

38 intenzitě. Nejčastěji byla uváděna zumba, cyklistika a plavání. Anaerobní pohybová aktivita (posilování a pilates) se vyskytovala pouze u 8% účastnic. Je typická krátkodobým intenzivním charakterem. U 13% klientek se nevyskytovala žádná pohybová aktivita. 13% 8% aerobní anaerobní žádná 79% Obrázek 14: Pohybová aktivita účastnic před zahájením kurzu STOB (n=12). Frekvenci pohybové aktivity před zahájením kurzu STOB je znázorněna na obrázku % klientek uvádí nepravidelnou pohybovou aktivitu. Pouze 8% účastnic zařazuje pohybovou aktivitu 3krát týdně. 8% 25% 34% necvičí pravidelně 1x týdně 2x týdně 3x týdně 33% Obrázek 15: Frekvence pohybové aktivity před zahájením kurzu STOB (n=12). 38

39 Mezi stravovací návyky klientky řadily konzumaci kávy. Nejvíce účastnic uvádí přiměřenou konzumaci 2 šálků kávy denně (viz. obrázek 16). Ve 150 ml šálku kávy připravené ze zrnkové kávy je průměrný obsah kofeinu 85 mg, 60 mg kofeinu obsahuje šálek instantní kávy. Kofein je charakteristický svými diuretické účinky, zvyšuje kyselost žaludeční šťávy, urychluje metabolismus a ovlivňuje chuť k jídlu (www 7). Studie potvrzují, že pití 3 až 5 šálku kávy denně ve středním věku je spojováno s nižším rozvojem Alzheimerovy demence. Káva má pozitivní účinky při snižování rizika vzniku Parkinsonovy nemoci. Pití kávy v rozumném množství, může být součástí zdravého životního stylu, pokud není obohacována o cukry a tuky (STRÁNSKÁ, 2009). 17% 8% 33% nepije kávu 1x šálek denně 2x šálek denně 3x šálek denně 42% Obrázek 16: Četnost konzumace kávy denně (n=12). 39

40 5.2 Závislost mezi termíny měření a sledovanými parametry, které byly měřeny na přístroji Bodystat V tabulce 8 nalezneme základní parametry sledovaného souboru žen redukčního kurzu STOB. Jsou zde znázorněny průměrné hodnoty a směrodatné odchylky měřených parametrů na přístroji Bodystat za 1. (na začátku kurzu), 2. (po 5 týdnech) a 3. (po 11 týdnech) měření. Tabulka 8: Tabulka průměrných hodnot a směrodatných odchylek měřených parametrů za 1., 2. a 3. měření na přístroji Bodystat. 1.měření (x±sd) 2.měření (x±sd) 3.měření (x±sd) BMI [kg m -2 ] 29,4 ± 3,82 28,8 ± 3,70 28,2 ± 3,14 Hmotnost [kg] 83,61 ± 12,98 82,24 ± 11,14 79,42 ± 11,16 ATH [kg] 54,90 ± 11,96 55,02 ± 10,75 54,25 ± 10,53 Tuková tkáň [kg] 31,27 ± 7,53 29,67 ± 6,90 27,5 ± 5,99 Tuková tkáň [%] 37 ± 4,22 35,75 ± 4,26 34,35 ± 3,72 Svalová tkáň [kg] 30,49 ± 4,46 29,94 ± 3,81 29,68 ± 3,97 ECT [l] 17,51 ± 2,05 17,52 ± 1,67 17,31 ± 1,79 ICT [l] 21,24 ± 3,18 20,96 ± 2,66 20,77 ± 2,78 CTV [l] 37,09 ± 4,46 36,95 ± 3,65 36,85 ± 3,95 WHR 0,87 ± 0,05 0,85 ± 0,06 0,85 ± 0,05 Vysvětlivky: x průměr, SD směrodatná odchylka Grafy hodnotí měřené parametry u účastnic kurzu STOB při 1.(na začátku kurzu), 2.(po 5 týdnech) a 3.(po 11 týdnech) měření na přístroji Bodystat. Měřené hodnoty se statisticky neliší (p>0,05). 40