Metody analýzy lidského těla

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Metody analýzy lidského těla Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Gabriela Zorníková, Ph.D. Vypracovala: Zuzana Pražáková Brno 2012

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Metody analýzy lidského těla vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne... podpis bakaláře..

PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych poděkovat vedoucí bakalářské práce Ing. Gabriele Zorníkové, Ph.D. za odborné vedení práce, cenné rady a připomínky, které mi v průběhu psaní poskytovala, podporu a trpělivost při jejím vytváření. Děkuji jí za poskytnutí literatury a dalších materiálů k tomuto tématu se vztahujících. Ráda bych poděkovala také své rodině a přátelům, kteří mě při vytváření této práce podpořili.

ABSTRAKT Název bakalářské práce je Metody analýzy lidského těla. Lidské tělo je složeno z mnoha základních složek, nejvíce zastoupeny jsou voda, bílkoviny, lipidy, sacharidy a minerální látky. Každá ze složek má důležitou funkci. Voda je regulátorem tělesné teploty, rozpouštědlem, chemickým aktivátorem, podporuje vstřebávání živin, vytváří pružný ochranný obal kolem vnitřních orgánů a umožňuje ohebnost kloubů. Bílkoviny jsou uloženy ve svalech a hlavní funkcí je aktivní pohyb jedince. Lipidy neboli tuky slouží jako energetická zásobárna, tepelná izolace a ochrana vnitřních orgánů. Glukóza je hlavní zdroj energie. Jednotlivé složky těla se analyzují pomocí různých metod a poskytují informace o složení a kondici. Metody se zdokonalují a stanovují velké množství hodnot. Bioelektrická impedance měří impedanci nebo rezistenci slabého nízkofrekvenčního proudu procházející tělesnými tkáněmi. Složení těla je důležité sledovat z důvodu zdravotních rizik spojených s nadváhou, obezitou a při velmi nízké váze. Metody poskytují cenné informace lidem redukujícím tělesné tuky a upravujícím stravovací návyky. Sportovci v tréninku, si podle naměřených hodnot sestavují tréninkový plán. KLÍČOVÁ SLOVA složení těla, obezita, BIA, hydrodenzitometrie, DEXA

ABSTRACT Title of Bachelor thesis is Methods of the human body analysis. The human body is composed from many basic components the most represented are water, proteins, lipids, carbohydrates and minerals. Each of them has imporant function. Water is a regulator of body temperature, solvent, chemical activator, supports absorption of nutrients, creates flexible protective cover of bodily organs and enable flexibility of joints. Proteins are stored in the muscles and their main function is active movement of individual. Lipids i.e. fat are used as an energy reservoir, thermal insulation and bodily organs protection. Glucose is the main source of energy. Individual body components are analyzed using different methods that provide information about its composition and condition. All methods are improving and are able to provide huge range of values. The bioelectric impedance is measuring impedance or resistance of poor low-frequency current passing body tissues. Determination of body composition is important for monitoring of health risks associated with overweight, obesity and very low body weight. This methods brings very important informatik for people reducing body fat, working on rating habits. Sportsmen in training work with this results during training plan preparation. KEYWORDS body composition, obesity, BIA, hydrodenzitometrie, DEXA

OBSAH OBSAH... 7 1 ÚVOD... 9 2 CÍL PRÁCE... 11 3 TĚLESNÁ KONSTITUCE... 12 3.1 Antropometrie... 12 3.2 Index tělesné hmotnosti (BMI)... 13 3.3 Habitus... 13 4 SLOŽENÍ LIDSKÉHO TĚLA... 14 4.1 Tělesné tkáně... 14 4.1.1 Svalová tkáň... 14 4.1.1.1 Anatomie... 14 4.1.1.2 Metabolismus svalové tkáně... 16 4.1.2 Tuková tkáň... 17 4.1.2.1 Anatomie... 17 4.1.2.2 Metabolismus tukové tkáně... 18 4.1.3 Kostní tkáň... 19 4.1.3.1 Anatomie... 19 4.1.3.2 Metabolismus kostní tkáně... 19 4.2 Voda... 20 4.2.1 Rizika při nedostatku tekutin... 21 7

5 OBEZITA... 22 6 ANALÝZA LIDSKÉHO TĚLA... 23 6.1 Měřené parametry... 23 6.1.1 Tělesný tuk... 23 6.1.2 Tukuprostá hmota... 24 6.1.3 Tělesná voda... 24 6.2 Metody analýzy složení lidského těla... 24 6.2.1 Kaliperace... 25 6.2.2 Měření izotopu K... 26 6.2.3 Podvodní vážení... 27 6.2.4 Dualní emisní rentgenová absorpcimetrie (DEXA)... 28 6.2.5 Bioelektrická impedance (BIA)... 29 6.2.5.1 Omron... 31 6.2.5.2 Váhy (Tanita)... 31 6.2.5.3 Bodystat QuadScan 4000... 32 6.2.5.4 InBody 230... 35 7 ZÁVĚR... 37 8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 39 9 SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ... 43 10 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK... 44 8

1 ÚVOD Bakalářská práce pojednává o problematice analýzy lidského těla pomocí různých metod analýzy. Během poslední doby došlo k nárůstu lidí trpících nadváhou, obezitou či nemocí, u kterých je důležité stanovení tělesného složení. Zaměřila jsem se tedy na objasnění základních metod pro stanovení složení lidského těla. Lidské tělo je velice složitý organismus. Jednotlivé orgány a tkáně zajišťují správné fungování těla. To jak kvalitně bude tělo pracovat, však záleží na každém. Je to dáno především výživou a pohybem, ale část nesou i genetické predispozice. Lidské tělo se skládá z vody, bílkovin, lipidů, sacharidů a minerálních látek. Jak tělo funguje, záleží i na percentuálním zastoupení složek v těle. Nedodržováním zásad racionální výživy vystavujeme tělo nebezpečí vzniku různých onemocnění. Při jakémkoliv vyšším výkyvu (zvýšení či snížení) některé stavební složky těla se člověk vystavuje riziku zhoršení zdravotního stavu. Porovnáme-li dnešní populaci s populací před deseti a více lety, dalo by se tvrdit, že dnešní populace zlenivěla. Zejména to můžeme pozorovat na dětech, které dnes sedí u počítače a na oběd si dávají jídlo z fastfoodů. Mnohonásobně při tomto životním stylu roste riziko civilizačních chorob, které je mohou postihnout v pozdějším věku. Obezita je velmi vážnou civilizační chorobou. Neustále se zvyšuje počet lidí, kteří touto nemocí trpí. Každý by si měl uvědomit rizika spojená s touto nemocí. Přitom prevence je jednoduchá. Pravidelný pohyb, zdravý životní styl a správná životospráva. V překladu to znamená, že příjem energie se má rovnat výdeji energie. V současnosti máme k dispozici nejmodernější přístroje, které dokáží zanalyzovat velké množství hodnot důležitých pro určení složení těla. Nejvyužívanější je metoda bioelektrické impedance, která měří impedanci nebo rezistenci slabého nízkofrekvenčního proudu procházející tělesnými tkáněmi. Metoda se využívá v nemocnicích, výživových centrech, při diagnostice sportovců v tréninku, ale setkáme se s přístroji i v domácnostech. Tato metoda poskytuje o těle přesné, rychlé a srozumitelné informace a tak napomáhá zjistit složení těla, kondici organismu i rizika onemocnění, která plynou z naměřených hodnot. Existuje několik typů přístrojů pracující na tomto principu. Sportovci využívají přístroje pro zhodnocení vlivu tréninku na celkové i segmentální části těla. Pomáhá jim to upravit další postupy při tréninku. 9

Důležité je provádět tato měření v pravidelných intervalech, aby nám poskytla co nejkomplexnější informace o všech aspektech těla. Prakticky jsem se seznámila s přístroji Bodystat QuadScan 4000 a In Body 230. Měření zahrnovalo práci s přístrojem, konzultaci s měřenou osobou a vyhodnocení naměřených výsledků. 10

2 CÍL PRÁCE Cílem mé bakalářské práce bylo: Zpracování současných poznatků o metodách analýzy lidského těla. Prostudování literatury zaměřené na metody hodnocení lidského těla: bioelektrická impedance (BIA), měření tloušťky kožních řas, DEXA, denzitometrie atd. Prakticky se seznámit s metodou bioelektrické impedance na přístrojích dostupných v rámci univerzity: BodyStat QuadScan 4000, In Body 230 11

3 TĚLESNÁ KONSTITUCE 3.1 Antropometrie Antropometrie je základní výzkumná metoda antropologie. Antropologie je věda o člověku, vývoji v čase a kultuře. Zkoumá lidské tělo pomocí systému měření, které probíhá pomocí soustavy antropometrických bodů na hlavě, trupu a končetinách. Měření probíhá téměř ve všech případech na místech, kde kostru překrývá jen kůže, nikoliv svaly či tuk (1). Mezi základní antropometrické metody patří měření tělesné výšky, hmotnosti a tělesných obvodů. Z hlediska stanovení distribuce tělesného tuku je nejvhodnější použití následujících metod: Měření obvodu pasu tento parametr nejlépe koreluje s intraabdominálním obsahem tukové tkáně a se vznikem metabolických komplikací obezity. Obvod pasu se měří v polovině vzdálenosti mezi spodním okrajem dolního žebra a kyčelní kosti v horizontální rovině. Hraniční hodnoty jsou pro muže 94 cm a pro ženy 80 cm. Vyšší hodnoty jsou již spojeny se zvýšeným rizikem rozvoje hypertenze a dalších kardiovaskulárních onemocnění (KVO), diabetu, zvýšené hladiny krevních lipidů, dny, onemocnění kloubů a páteře. Zvýšení hodnot obvodu pasu nad 102 cm u mužů a 88 cm u žen je již považováno za velmi vysoké riziko metabolických komplikací. Měření obvodu boků ve výši maximálního vyklenutí hýždí v horizontální rovině. Poměr pas/boky (WHR) dnes se od této metody upouští ve prospěch měření obvodu pasu jako dostatečně přesného ukazatele intraabdominálního tuku (viscerální, androidní typ obezity). Hraniční hodnoty jsou 1 pro muže a 0,85 pro ženy (2). 12

3.2 Index tělesné hmotnosti (BMI) Optimální hodnota BMI je v rozmezí 21,9 22,4 kg.m -2 pro muže a 21,3 22,1 kg.m -2 pro ženy. Hodnoty vyšší než 27,8 kg.m -2 pro muže a 27,3 kg.m -2 pro ženy jsou spojeny s rizikem vzniku KVO, hypertenze a diabetu. BMI se vypočítá pomocí tělesné hmotnosti vydělené výškou v metrech umocněnou na druhou. Pro příklad pokud jedinec (muž) váží 90 kg a měří 182 cm, bude jeho hodnota BMI 90:1,82 2 = 27,2 kg.m -2. Výsledek poukazuje na nadváhu jedince, jak plyne z tabulky č. 1 (3). Tabulka č. 1 Posouzení konstituce podle hodnoty BMI (3) podváha přiměřená váha nadváha obezita žena <19 19 24 24 29 >29 muž <20 20 25 25-30 >30 3.3 Habitus Pomocí habitu se zařazují osoby do různých kategorií na základě tělesných znaků a tělesných proporcí. Existují kombinace na první pohled charakteristické a rozdělující osoby na určité typy. V dnešní době se zkoumá vztah typů tělesné stavby k chorobám, temperamentu a fyziologickým funkcím (4). Základní somatotypy jsou: Endomorf (obézní) - uplatnění ve vzpírání, zápasech. Má rozložitý tvar těla, malý tělesný povrch a nízký energetický výdej. Při nadváze se obtížně zbavují tuku, ale rychle dochází k tvorbě svalstva. Je zde však riziko vzniku civilizačních chorob (obezita, KVO, cukrovka). Mezomorf (svalnatý atlet) - podle postavy je předurčen hlavně na kulturistiku, sprinty, gymnastiku. Má silnou kostru, široká ramena, úzké boky, energii vydává středně rychle. Pravidelným tréninkem dochází k rychlému nárůstu svalové hmoty. 13

Ektomorf (hubený) - jsou to vytrvalci, skokani do výšky. Osoby štíhlého, hubeného typu s rychlým metabolismem, které špatně nabírají svalovou hmotu. Má slabou kostru, málo svalů i tukových buněk. Tyto osoby vyžadují méně náročný trénink, vysoký příjem bílkovin a dostatek odpočinku (5). 4 SLOŽENÍ LIDSKÉHO TĚLA 4.1 Tělesné tkáně Tkáň je soubor buněk stejného tvaru, které mají jednu hlavní funkci. V lidském organismu rozeznáváme tkáň epitelovou, pojivovou, svalovou a nervovou. Pro analýzu těla a pro tuto práci jsou zásadní tkáň svalová, především příčně pruhovaná, dále tuková, kostní tkáň a v neposlední řadě voda. 4.1.1 Svalová tkáň Svalová tkáň se v organismu vyskytuje jako tkáň svalová hladká, příčně pruhovaná, srdeční. Pro tkáň svalovou je důležitá schopnost se zkracovat, smršťovat, kontrahovat, a tím vykonávat pohyb. Podkladem jsou v protoplazmě přítomné dlouhé nitkovité útvary, myofibrily (6). 4.1.1.1 Anatomie Tkáň svalová hladká Tvoří ji protáhlé vřetenovité buňky s oválným jádrem uprostřed. Na rozdíl od svalstva příčně pruhovaného nemají tak pravidelné prostorové uspořádání, takže se myofibrily jeví v mikroskopu jako stejnorodé ( hladké ). Tvoří hlavně stěny orgánů. Pro buňky hladkého svalstva je charakteristická pomalá, déle setrvávající kontrakce. Je řízeno nervstvem, které naší vůli nepodléhá (6). 14

Tkáň svalová příčně pruhovaná Hlavní funkcí svalu je aktivní pohyb jedince. Sval tvoří svalová tkáň a všechny svaly tvoří svalovou soustavu. Mají schopnost přeměnit chemickou energii živin v kinetickou energii (účinnost 30%) a teplo (7). Svaly slouží k pohybu, zabezpečují vzpřímenou polohu těla, stálou polohu vnitřních orgánů a jsou zdrojem tepelné energie (8). V těle je více než 600 svalů. Většina jich je párová. Svaly na dominantní straně bývají vyvinutější. U dospělého člověka tvoří tento typ tkáně 36-42 % z celkové hmotnosti. Z celkové hmotnosti svalstva připadá na dolní končetiny 56 %, na horní 28 %, na hlavu a trup 16 % (6). Základní stavební jednotkou kosterního svalu jsou svalová vlákna (myofibrily), průměrně mají 20-150 μm a délku 0,5-20 cm. Jsou mnohojaderná a vznikla z více svalových buněk rozpuštěním přepážek (9). Na povrchu svalového vlákna je tlustší obal (sarkolema - buněčná membrána svalových buněk), který obsahuje jádra. Každé vlákno obsahuje několik set až tisíc myofibril. Nejsou stejnorodé, skládají se z úseků tmavších, světlo více lámajících (dvojlomných, anizotropních) a úseků světlejších, světlo méně lámající (jednolomných, izotropních). Pravidelně se střídají v myofibrilách. V drobnohledu splývají a sval se nám jeví příčně pruhovaný (6). Sval se skládá ze svalových vláken, která se spojují do snopečků. Snopečky tvoří 10-1000 svalových vláken spojených řídkým vazivem. Vazivo obsahuje cévy a nervy. Spojením snopečků vznikají snopce. Soubor všech snopců navzájem spojených vazivem se nazývá sval (musculus). Sval je na povrchu krytý svalovou povázkou (fascie), která tvoří tenký vazivový obal. Střední část svalu nazýváme bříško svalu. Tvoří nejširší část svalu a na obou koncích sval přechází ve šlachy, pomocí nichž se připojuje sval ke kostem (9). Rozeznáváme dva druhy svalových vláken. Vlákna svalová červená (tonická) a vlákna svalová bledá (fazická). U člověka tvoří svaly oba druhy vláken, podíl je určen genetickou predispozicí. Červená vlákna jsou tenčí, mají velké množství mitochondrií, více jader, zrnité sarkoplazmy (cytoplazma svalového vlákna) a svalového hemoglobinu (myoglobinu). Na příčném řezu jsou myofibrily seskládané do svazečků, oddělené větším množstvím sarkoplazmy. Vzniká charakteristické políčkování. Červená vlákna jsou charakteristické pomalejší kontrakcí, ale jsou vytrvalejší. 15

Vlákna bílá bledá obsahují málo sarkoplazmy. Sarkoplazma je méně zrnitá a má méně myoglobinu. Myofibrily jsou stejnoměrně rozloženy hustě vedle sebe po celém průřezu vláken. Bílá vlákna kontrahují rychleji, ale rychle se unaví. Probíhají v nich energetické procesy anaerobního procesu. Vedle těchto vláken existují ještě vlákna přechodného typu, tzv. střední. K diferenciaci vláken do tří typů dochází až po narození, na počátku vývoje se všechna vlákna jeví jako červená (6). Tkáň svalová srdeční Podobá se příčně pruhované svalové tkáni. Je složena z jednojaderných úseků propojených šikmými přepážkami. Mezi buňkami jsou zřetelné hranice v podobě schodkovitých proužků. Srdeční tkáň tvoří svalovinu srdce (myokard) která je spojená s vegetativním nervstvem. Není řízena vůlí a její aktivita je stálá a rytmická, průměrně srdce vykoná 80 stahů za minutu (6). 4.1.1.2 Metabolismus svalové tkáně Sval tvoří 75 % vody a 25 % sušiny (anorganické a organické látky). Anorganické látky svalu jsou ionty Ca 2+, K +, Na +, Mg 2+, Cl -, H 3 PO 4. K organickým látkám se řadí především bílkoviny rozdělené do 3 podskupin. Kontraktilní (aktin a myozin) zajišťují stah svalu, transportní (myoglobin) obsahují složku hem pro vázání a transport kyslíku a regulativní (troponin a tropomyozin). Dále mezi organické látky patří glukóza, glykogen (zdroj adenosintrifosfátu - ATP), ATP, kreatinfosfát (význam pro energetický metabolismus) a tuky (kapénky neutrálního tuku triacylglycerolu - TAG) (10). Při metabolismu dochází k chemické reakci. Složitější chemická látka se štěpí na látku jednodušší. Reakce probíhá anaerobně (bez přístupu vzduchu) nebo aerobně (za přístupu vzduchu). Energetickým zdrojem pro svalovou práci je ATP. Působí na zasouvání molekul příčných můstků aktinu a myozinu do sebe (11). Svalovou kontrakci (stah) vyvolává nervový vzruch. Kontrakce má dvě fáze. První fází je vytvoření aktinomyozinových můstků a druhou zasouvání myofilament aktinu a myozinu (10). Při kontrakci se vzruch šíří z periférie svalového vlákna dovnitř (příčnými kanálky) za uvolnění iontu Ca 2+ z přilehlých vakuol. Uvolněné Ca 2+ se váže na troponin, který ovlivňuje aktin a myozin k reverzibilní můstkové vazbě. Vzniká 16

aktinomyozin a myozin se mění v enzym štěpící ATP. Ionty Ca 2+ se vracejí zpět, vazba aktinu a myozinu se uvolní a dojde k uvolnění svalu. Kontrakce svalu je tedy vzájemná vazba aktinu a myozinu (6). Při svalové kontrakci nastávají tři možné reakce. Anaerobní štěpení ATP při svalové kontrakci. V období relaxace se resyntetizuje ATP, štěpením kreatinfosfátu a makroergických fosfátů. Druhou reakcí poskytující ATP anaerobně, je štěpení glukózy transportované z krve buněčnou membránou do svalové buňky (anaerobní glykolýza) nebo se štěpí uložený glykogen ve svalové buňce (anaerobní glykogenolýza). Při těchto reakcích se nestačí resyntetizovat ATP a vzniká laktát, který se vyplavuje do krve a dochází k acidóze organismu. Resyntézu ATP zajišťuje poslední reakce, aerobní glykolýza a aerobní štěpení tuků. Oxidativní děje umožňují dlouhou svalovou práci díky neomezené resyntéze zásob ATP (11). 4.1.2 Tuková tkáň 4.1.2.1 Anatomie Adipocyt je základní stavební jednotka tukové tkáně. Buňka se specializuje na uchovávání TAG a slouží jako rezervoár energie. Tuková tkáň se řadí do tkáně pojivové. Rozeznávají se dva typy, hnědá a bílá tuková tkáň (12, 13). Odlišují se umístěním, funkcí, regulací a morfologickou strukturou. Procentuální zastoupení je ovlivněno věkem, pohlavím, okolní teplotou, výživou a genetikou (14). Hnědá tuková tkáň je silně prokrvená. Vyskytuje se zejména u novorozenců. Z celkové hmotnosti u nich tvoří 5 %. Najdeme ji u páteře a podél horní části míchy. U dospělých se nachází v horní oblasti hrudi a krku. Obézní jedinci ji mají velmi zredukovanou nebo zcela chybí. Hnědé zbarvení má z důvodu přítomnosti oxidačních enzymů. Její funkcí je poskytovat tělu zdroj tepla a přizpůsobit ho chladu. Jádro je kulovité v centru buňky. Bílá tuková tkáň má uvnitř velkou tukovou vakuolu, která vyplňuje celou buňku. Jádro je na periferii buňky. Ukládá se v podkoží (subkutánní) a okolí orgánů (viscerální tkáň). Má polotekutou konzistenci složenou z TAG a cholesterolu. Adipocyty mají velikost průměrně 50 μm. Kolem 20 % bílé tukové tkáně mají jedinci s přiměřenou 17

tělesnou hmotností, až 50 % obézní jedinci. Hlavní funkcí je tepelná izolace, zdroj energie a chránění vnitřních orgánů (12). Viscerální tuk neboli útrobní tělesný tuk se nachází mezi orgány, hlavně u jater a ledvin nebo v místech, kterých není přirozenou součástí. Je škodlivější než podkožní tuk, jelikož je metabolicky více aktivní. Je to tzv. skrytá hrozba zvyšující riziko vzniku cukrovky, obezity a KVO (15). 4.1.2.2 Metabolismus tukové tkáně Hnědá tuková tkáň vyskytující se hlavně u novorozenců obsahuje velké množství cytochromů a mitochondrií. Vykazuje nízkou aktivitu ATP-syntázy. Oxidací glukózy se uvolňuje teplo a vzniká netřesivá produkce tepla. Vlivem věku dochází ke ztrátě mitochondrií. Bílá tuková tkáň je metabolicky aktivní. Není nečinná, jak se donedávna domnívali vědci. Produkuje látky s hormonální funkcí, které ovlivňují buňky ve svém okolí (parakrinní sekrece) a hormony, které se přenáší krví ke vzdáleným buňkám (endokrinní sekrece). Tvoří adipokiny, ovlivňující metabolické děje, které ukládají zdroje energie v podkoží a mobilizují energie z TAG, hormonů, cytokinů, enzymů, prostacyklinů, růstových faktorů nebo faktorů komplementů. Tuková tkáň tvoří látky s různými funkcemi. Leptin je protein tukových buněk. Udržuje energetickou homeostázu, reguluje příjem potravy a jeho množství v krvi naznačuje procento tuku v těle. Adiponektin je polypeptid produkovaný adipocyty, který zajišťuje homeostázu glukózy a lipidů a ovlivňuje rizikové faktory spojené s aterosklerózou a obezitou. Rezistin je peptid, který má účinek na inzulin. A-FABP reguluje metabolismus lipoproteinů a glukózy Jeho hladina je zvýšená u jedinců s obezitou, diabetem 2. typu a aterosklerózou. Dalšími látkami jsou visfatin, perilipin či omentin (12, 16, 17). 18

4.1.3 Kostní tkáň 4.1.3.1 Anatomie Kostní tkáň poskytuje oporu těla, tvoří ochranu pro vnitřní orgány, klouby plní funkci pák, je uložištěm minerálů (mezibuněčná hmota), krvetvorným orgánem (červená kostní dřeň) a energetickým zdrojem (žlutá kostní dřeň). Skládá se z osteoblastů (osteofytů), amorfní a vláknité mezibuněčné hmoty. Lamelární kost je složena z kompaktní a spongiózní části (18). Kompaktní tkáň zajišťuje pevnost a je tvořena osteony. Ty tvoří trubicovité lamely s centrálním kanálkem a ve stěnách lamel jsou uloženy osteocyty. Ve spongiózní tkáni probíhá látková výměna. Neobsahuje osteony, ale tvoří ji trabekule, v meziprostoru se nachází červená kostní tkáň (10). Lidská kostra je tvořena 80 % kompaktní a 20 % spongiózní tkání (18). Kostní hmota je chemicky tvořena z 67 % minerály, především Ca 3 (PO 4 ) 2 a CaCO 3 a z 33 % kolagenními vlákny, kde jsou v malých množstvích mezi vlákny minerály ve formě krystalů (10). 4.1.3.2 Metabolismus kostní tkáně Rozlišujeme dva způsoby růstu kostí a osifikací, osifikace dezmogenní (endesmální) a endochondrální. Pokud se kost tvoří z vaziva, jde o dezmogenní osifikaci. Dezmogenně osifikují ploché a miskovité kosti tvořící lebku a klíční kost. Z chrupavky se tvoří kost endochondrální osifikací. Takto vzniká většina kostí, například dlouhé kosti končetin, obratle, žebra, kosti pletenců. U obou druhů osifikací dochází k primární osifikaci, ve které je chrupavčitý či vazivový model nahrazen fibrilární kostí. Následuje sekundární osifikace, kde dochází k formování kostí do typických tvarů. Fibrilární struktura se mění na lamelární (18). Mineralizaci kostí ovlivňují minerály, hormony a vitamíny. Minerály mají vliv na pružnost, pevnost a růst. Pružnost zajišťuje organická hmota matrix s oseinem (95 %). Pevnost ovlivňuje zejména Ca, z něhož je 85 % ve formě fosfátů a 12 % ve formě uhličitanů, dále mají význam Mg, Na, Cl, K a F. Vliv na růst mají zejména minerály Ca, P, Mn, Zn a Cu. U hormonů může dojít ke stavu hyposekrece 19

a hypersekrece. Při hyposekreci parathormonu dochází k postižení osifikace, zlomeninám a poškození zubů. Hyposekrece somatotropního hormonu způsobuje hypofyzární trpaslictví a poruchu vývoje zubů. Hyposekrece pohlavního hormonu způsobuje stařeckou osteoporózu. Při hyposekreci tyroxinu dochází ke zpomalení růstu kostí. Hypersekrece hormonů způsobuje u glukokortikoidů osteoporózu a u parathormonu demineralizaci. U vitamínů také dochází k hypovitaminóze a hypervitaminóze. Hypovitaminóza vitamínů D způsobuje onemocnění křivici, projevující se nedostatečnou kalcifikací. Hypovitaminóza u vitamínu C zapříčiní zpomalení růstu a naruší stavbu kostí (osteomalacie u dětí). Hypervitaminóza vitamínu A se projevuje demineralizací kostí (10). 4.2 Voda Je nejhojnější a nejdůležitější anorganickou látkou lidského těla. Při ztrátě většího množství vody buňka hyne. Voda je hlavním prvkem vnitřního prostředí organismu. Tělo průměrně obsahuje 60% u mužů a 50% u žen. Podíl celkové tělesné vody (TBW) u dětí závisí na tělesné hmotnosti, novorozenci mají až 77 %. Množství záleží na pohlaví, věku a hmotnosti (19). Průměrně denně vyměníme kolem 6 % vody obsažené v těle, kojenci 20 % (20). V organismu je buněčná voda s rozpuštěnými koloidy a krystaloidy, tzv. intracelulární tekutina (ICT). Tvoří asi 40 % tělesné hmotnosti muže. Mimobuněčná voda s rozpuštěnými látkami tvoří extracelulární tekutinu (ECT). Představuje asi 20 % tělesné hmotnosti muže. Chemickou kostru tělních tekutin tvoří voda s elektrolyty. Důležitý je poměr Na + :Cl -, který rozhoduje o osmotickém tlaku a ph vnitřního prostředí. ECT má hodnotu ph 7,4 a u ICT kolísá mezi 6,8-7,4. Záleží na metabolických procesech v buňkách. Důležitá je rovnováha mezi příjmem a výdejem tekutin. Příjem a výdej vody v dospělosti je pouze 14%, u kojence představuje plných 50 %. Průměrně přijme a vydá dospělý člověk 2,5 litru tekutin, zatímco kojenec o hmotnosti 7 kg 700 ml tekutin (19). Voda plní funkci regulátoru tělesné teploty v organismu. Je dobrým tepelným vodičem, který vyrovnává teplotní rozdíly a tím brání místnímu přehřátí. Rozpouští 20

se v ní většina anorganických a značná část organických látek. Ve formě vodných roztoků jsou po těle rozváděny živiny a z těla odváděny odpadní látky. Je také chemický aktivátor, elektrické vlastnosti molekul vody umožňují štěpení na elektricky nabité ionty molekul látek, které jsou rozpuštěny ve vodě. Ionty i molekuly rozpuštěných látek se ve vodě neustále pohybují a jejich vzájemné střety umožňují chemické a biochemické reakce. Dále podporují vstřebávání živin, vytvářejí pružný ochranný obal kolem našich vnitřních orgánů a umožňují ohebnost kloubů (21). V tabulce č. 2 je uvedena bilance vody (ml.den -1 ) u dospělého člověka, vypočtená pro průměrný věk (19-50 let). Voda obsažená v potravě je vypočtena pomocí vztahu 78,9 ml.mj -1 (0,33 ml.kcal -1 ). Oxidační voda vzniká při metabolizaci přijatých živin, 107 ml ze 100 g tuku, 41 ml ze 100 g bílkovin a 55 ml ze 100 g sacharidů. Objem moči odpovídá objemu přijatých tekutin (20). Tabulka č. 2. Příjem a výdej vody (20) Příjem vody (ml.den -1 ) Výdej vody (ml.den -1 ) Nápoje, tekutiny 1440 Moč 1440 Voda v potravě 875 Stolice 160 Voda vzniklá oxidačními procesy 335 Vypařování kůží 550 Vydechování plícemi 500 Celkový příjem 2650 Celkový výdej 2650 4.2.1 Rizika při nedostatku tekutin Dochází k akutnímu a chronickému nedostatku. Pocit žízně nám připomíná akutní nedostatek. Tento stav se projeví při ztrátě 2% TBW. Většinou upozorňuje na nesprávný pitný režim. Dlouhodobě nízký příjem se nazývá dehydratací. Chronický stav se také projevuje horečkami, průjmy, choroby ledvin atd. Vnější symptomy jsou suché a okoralé rty, bolesti hlavy, závratě, nevolnost, zrychlená srdeční činnost, svalové křeče a poruchy 21

polykání. Zbarvení moči je tmavé (jasně žluté). Barvu moči ovlivňuje také příjem aminokyslinových suplementů a vitamínů skupiny B (19). Nedostatek vody způsobuje rychle závažné poškození zdraví. Po 2-4 dnech není již organismus schopen vyloučit látky, které se eliminují močí. Dochází k zahuštění krve a selhání krevního oběhu (20). 5 OBEZITA Obezita neboli otylost je jedno z nejvíce rozšířených onemocnění. Nazývá se epidemií tisíciletí. Je typická pro západní civilizace, díky špatným stravovacím návykům a nedostatku pohybu. V České republice trpí obezitou více než polovina obyvatelstva. Při obezitě významně roste riziko vzniku dalších onemocnění s ní spojených. Řadíme sem KVO, cukrovku a hypertenzi. Onemocnění vzniká při narušení energetické rovnováhy příjmu a výdeje. Pokud je příjem dlouhodobě vyšší než výdej, dochází k hromadění nespotřebované energie ve formě tuku v těle. Onemocnění může být i dědičnou záležitostí. Pro diagnózu obezity se nejčastěji využívá výpočet hodnoty BMI (kapitola 3.2). Nadváha je od hodnoty BMI 25 kg.m -2. Pokud je hodnota vyšší než 30 kg.m -2, jedinec se klasifikuje jako obézní. Obezita se dle BMI dále rozděluje na tři stupně. Obezitu I. stupně charakterizuje hodnota BMI 30-34,9 kg.m -2, II. stupně hodnota 35-39,9 kg.m -2 a III. stupeň hodnota vyšší než 40 kg.m -2. Klasifikace hmotnosti je také dle WHO (Světová zdravotnická organizace). Tuk se v těle při obezitě rozdílně ukládá. Rozložení se dělí na gynoidní a androidní typ. Androidní (mužský) typ se nazývá jablko a tuk se ukládá především v břišní oblasti. Gynoidní (ženský) typ charakterizuje tvar hrušky. Tuk se ukládá v oblasti hýždí a stehen. Každý z uvedených typů má rozdílná zdravotní rizika. Androidní typ je rizikový pro vznik a vývoj KVO a metabolických onemocnění. Gynoidní typ je sice méně nebezpečný než androidní, ale hrozí riziko onemocnění žil a potíže s klouby. Jak se tuk ukládá, se zjistí pomocí měření tělesných obvodů (kapitola 3.1) a tloušťky kožních řas (kapitola 6.2.1) (3,4). 22

V současnosti se využívá vedle výpočtů a měření nejčastěji přístrojová technika pracující na principu metody bioelektrické impedance (BIA). Nejnovější přístroje rozdělují tělo na segmenty. Prevencí obezity je správný životní styl, pohyb a pravidelná konzumace jídla během dne. Množství přijaté energie se má rovnat energii vydané. To znamená nepřejídat se, jíst menší porce, ale vícekrát denně. Pohyb má být součástí každodenního života. 6 ANALÝZA LIDSKÉHO TĚLA Lidské tělo je složeno z mnoha základních složek. Nejvíce jsou zastoupeny voda, bílkoviny, minerály a tuk. Procentuální obsah složek závisí na pohlaví, věku, vlivu výživy a pohybu. Analýza lidského těla poskytuje základní informace o složení těla a kondici organismu. 6.1 Měřené parametry 6.1.1 Tělesný tuk Tělesný tuk se rozděluje na dvě hlavní složky, tuk zásobní a základní. Tuk zásobní se ukládá v podkoží. Tuk základní splňuje mechanickou funkci (obal ledvin, intraabdominální tuk, v podpažní jamce, kostní dřeni, mozku, svalech apod.). K redukci dochází až při snížení váhy, po vyčerpání zásobního tuku. Podkožní tuk je součástí celkového tělesného (depotního) tuku. Plní funkci zásobárny energie. V 1 g tuku je 38KJ energie. Také chrání tělo proti chladu. Tělo obsahuje nejméně 3 % tělesného tuku u mužů a 12 % u žen (22). Optimální procento tělesného tuku je v rozmezí 15 18 % pro muže a 20 25 % pro ženy. Pokud jsou hodnoty vyšší jak 25 % u mužů a 30 % u žen zvyšuje se riziko vzniku chronických onemocnění a jsou hodnoceny jako obezita. Při poklesu hodnot pod 4 % u mužů a 10 % u žen jde o poruchu stravovacích zvyklostí. Se stoupajícím 23

věkem narůstá optimální procento tuku. Množství podkožního tuku je ovlivněno věkem, pohlavím, výživou, tělesnou aktivitou apod. (23). 6.1.2 Tukuprostá hmota Vedle tukuprosté hmoty (FFM) zahrnuje malé množství tuku označovaného jako základní tuk (fixní). Do aktivní tělesné hmoty (ATH) se řadí hmotnost svalů, kostí, vnitřních orgánů a dalších tkání. Svalovina tvoří 40 50 % hmotnosti těla (22). Hydratace FFM se mění s věkem, novorozenci mají 80 %, děti od 10 let 75 % a dospělí 73% vody (24). FFM se skládá z vody, bílkovin a minerálů. Bílkovina je hlavní složkou svalu a množství bílkoviny v těle určuje bazální metabolismus (BMR). Minerální látky jsou hlavní složkou kostí, tvořící hlavní oporu těla. Při zvýšené fyzické aktivitě dochází k nárůstu množství svalů a kostní hmoty v těle. 6.1.3 Tělesná voda Z celkové tělesné hmotnosti tělo průměrně obsahuje 60% TBW u mužů a 50% u žen. ICT zaujímá 55 % TBW a je součástí buněk. ECT tvoří 45 % TBW a najdeme ji převážně v krvi, v míze a tkáňovém moku (25). 6.2 Metody analýzy složení lidského těla V současnosti existuje mnoho způsobů jak provést analýzu lidského těla. Záleží na tom, které složky těla potřebujeme zanalyzovat, a dle toho se vybírá vhodná metoda. Využívá se somatometrie (měření velikosti těla, tkáňového složení), kefalometrie (měření hlavy), osteometrie (měření kostí) a kraniometrie (měření lebky a dolní čelisti). Zařízení stanovují funkční a výkonnostní ukazatele a pracují na různých principech (podvodní váha, kaliper, bioimpedanční zařízení, měření izotopu draslíku-k atd.) (26). 24

6.2.1 Kaliperace Kaliperace neboli měření tloušťky kožních řas je rozšířenou metodou analýzy lidského těla. Metoda předpokládá, že 50 % celkového tělesného tuku je uloženo v podkoží. Po změření podkožního tuku pomocí kaliperu (kontaktní měřidlo), je možné určit hodnotu celkového tělesného tuku. Existují různé druhy kaliperů (obrázek č. 1) k měření kožních řas. Použití různých materiálů a druhů může vést k odchylkám v určení procenta tělesného tuku (22). Měření se provádí pomocí řas, které se vytvoří stiskem palce a ukazováčku nedominantní ruky. K protáhlé kůži se přiloží ramena kaliperu asi 1 cm od prstů ve stejné výšce jako přiložené prsty. Přibližováním ramen se docílí potřebného tlaku, který se zjistí podle rysky. Měření na jedné řase by nemělo trvat déle než 2 sekundy. Osa mezi rameny musí být kolmá. Tloušťka kožní řasy se odečítá na měřítku kaliperu. Vždy se měří dominantní strana těla, většinou pravá (4,27). Podle počtu měřených řas se rozdělují různé metody. Nejpoužívanější je metoda měření desíti kožních řas dle Pařízkové, dále metoda dle Durniho a Womersleyho, kdy se měří čtyři řasy nebo metoda měření dvou či pouze jedné řasy (4). Obrázek č. 1 Kaliper (http://www.fsps.muni.cz/) Metoda měření desíti (jedenácti) kožních řas dle Pařízkové Je nejpoužívanější a nejpřesnější z uvedených metod. Měřené řasy jsou: 1. Tvář vodorovná řasa před ušním boltcem, měřená těsně pod spánkem. 2. Podbradek svislá řasa měřená pod jazylkou, při mírně zvednuté hlavě. 3. Záda řasa pod dolním úhlem lopatky, měřená ve směru od páteře šikmo dolů v úhlu 45 C. 25

4. Paže I (řasa nad tricepsem) svislá řasa měřená na zadní straně paže uprostřed. Paže volně visí podél těla. 5. Hrudník I šikmá řasa měřená nad velkým prsním svalem v místě přední řasy podpažní jamky. 6. Hrudník II vodorovná řasa s žebry měřená ve spojnici desátého žebra a přední axilární čáry. 7. Bok nad hřbetem kosti kyčelní v přední axilární čáře se vytvoří řasa rovnoběžná s hranou kosti kyčelní. 8. Břicho vodorovná řasa měřená na ose pupek, přední trn kosti kyčelní a ve čtvrtině vzdálenosti od pupku. 9. Stehno svislá řasa měřená těsně nad čéškou. Dolní končetina je při měření mírně ohnutá v koleni a opírá se o špičku. 10. Lýtko svislá řasa měřená těsně pod kolenní jamkou. Dolní končetina je při měření mírně ohnutá v koleni a opírá se o špičku. 11. Paže II (řasa nad bicepsem) nad vrcholem bříška bicepsu, měřená na volně visící končetině (4). Metoda podle Durniho a Womersleyho (1970) Měří se tyto řasy: paže I, záda, bok, paže II. Místo měření řas je stejné jako u metody kožních řas dle Pařízkové. Měření probíhá na levé straně těla a na nedominantní paži (4). Při měření je důležitá přesnost. Provádí se tři měření a vypočítá se průměr. Hodnoty se vyhodnocují pomocí matematických operací. Sečtením se získává suma, která přiděluje pořadí v dané skupině. Odhad procenta tělesného tuku se vypočítá rovnicí rozlišenou pro různý věk, tělesnou aktivitu i pohlaví (22). 6.2.2 Měření izotopu K Metoda využívá fakt, že draslík je složkou pouze FFM. Přirozený izotop draslíku 40 K je v těle zastoupen v konstantním procentu celkového draslíku (K). V FFM je lokalizováno 90 % K (2, 4). Vlastní chemická analýza je založena na stanovení obsahu K v lidském těle, průměrné množství K v těle je 68 mmol.l -1. Ve svalové hmotě 26

se nachází 2,65 g.kg -1 (29). Draslíku 40 K se využívá pro výpočet celkového tělesného K, ATH a tělesného tuku. Přirozená radioaktivita izotopu 40 K je asi 0,011 % tělesného K (28). Do těla je při této metodě vstříknuta kontrastní látka, která se naváže na K v ATH. Při ozáření rentgenem je viditelná na snímcích, jelikož je draslík 40 K radioaktivní. Postupně se tedy vyzáří charakteristické záření, kterým se zjistí množství ATH. Z celkového K v těle lze stanovit množství AHT. Měření má probíhat v klidovém stavu vleže (2, 30). 6.2.3 Podvodní vážení Podvodní vážení neboli hydrodenzitometrie je referenční metodou. Stanovuje obsah tělesného tuku pomocí výpočtu z hustoty těla. Archimedův zákon nám říká: Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno silou, rovnající se tíze kapaliny stejného objemu jako je ponořená část tělesa. Na stejném principu je založené podvodní vážení. Čím méně tělo ve vodě váží, tím více tělesného tuku obsahuje. Tuk plave jelikož jeho hustota (0,9007 g.cm -3 ) je nižší než hustota vody (1,0 g.cm -3 ). Měření se provádí pomocí závěsu s měřícím zařízením a kladkou pro snadnější manipulaci. Klient se zavěsí a zváží se hmotnost na vzduchu, poté se spustí do nádrže s vodou a zaznamená se hmotnost ve vodě. Naměřené hmotnosti se srovnají. Pokud je hmotnost naměřená pod vodou vyšší, je procentuální obsah svalové tkáně v těle větší a naopak. U klienta se pozoruje sklon k potápění či klesání ve vodě, jelikož svalovina má vyšší hustotu než voda. Přesné výsledky poskytuje pouze měření, které je správně prováděné. Metoda je neobjektivní, závisí na schopnosti jedince vydechnout z plic vzduch. Vzduch, který zůstává v plicích, zkresluje výsledky. Proto se při výpočtu ke zváženým hmotnostem do rovnice dosazují standardní hodnoty plicního objemu a plynu ve střevech. Objektivnost se zajistí průměrem z několika měření (4, 31). 27

6.2.4 Dualní emisní rentgenová absorpcimetrie (DEXA) Je to zobrazovací metoda, která stanovuje hustotu kostní hmoty. Díky vysoké kvalitě zobrazení a nízké zátěži při ozáření je často využívanou metodou. Zjistí hustotu kostní tkáně v těle (hlavně v oblasti páteře, kyčlích a pletencích končetin). Používá se k hodnocení účinnosti léčby osteoporózy a sledování stavu kostí. Přístroj dále stanovuje obsah vody, tukové tkáně, svalové hmoty a minerálů v těle. Měření je rychlé, přesné a bezbolestné (32). Princip metody je založen na využití rentgenového záření (elektromagnetické vlnění o velmi krátké vlnové délce), které se při průchodu hmotou se zeslabuje (obrázek č. 2). Měření probíhá pomocí dvou paprsků, které mají rozdílný poměr absorpce rentgenového záření v měkké tkáni a kostech, při nízké energii záření. Výpočtem se určí absorpce záření v kosti a zobrazí se výsledný obraz složený z obou vyšetření. Hodnocení i měření provádí vyškolená osoba, většinou lékař. Výsledek je uveden v gramech kostního minerálu na jednotku plochy (g.cm -2 ), tzv. T-skóre. T-skóre rovné nebo vyšší 1 je klasifikováno jako normální, hodnota menší než -2,5 T-skóre značí osteoporózu (33). Obrázek č. 2 Měření na přístroji DEXA (http://www.brooksvilleregional.com/) Vyšetření trvá 20-30 minut, vyšetřovaného nezatěžuje a do těla se nevpravují žádné látky. V den vyšetření se může normálně jíst, měli by se vynechat potravinové doplňky a léky obsahující vápník. Z důvodu zkreslení výsledku vyšetření je nutné odložit kovové předměty. Vyšetření se neprovádí v průběhu těhotenství (32). 28

Byla provedena studie nárůstu procenta tělesného tuku vzhledem k poklesu kostní a svalové hmoty v závislosti na věku. Nárůst obsahu tukové tkáně s věkem je dobře definován pro dospělé od 20 do 65 let. U jedinců nad 80 let je velmi málo informací o průběhu zvyšování tělesného tuku. DEXA se používá pro měření tuku a svalové hmoty v jednotlivých segmentech těla. U starších osob se zjišťuje úbytek kostní hmoty a břišního tuku, z důvodu vyššího rizika KVO. Další studie prokázala, že leptin hraje významnou roli v udržování skeletu u starších žen a mužů (34). 6.2.5 Bioelektrická impedance (BIA) BIA je dnes nejvíce využívaná metoda stanovení složení těla. Pracuje na principu měření impedance (odporu) nebo rezistence slabého, nízkofrekvenčního proudu procházejícího netukovou a tukovou tkání (2). V těle dokáže stanovit velké množství potřebných hodnot podle zvoleného přístroje (24). Dostupné přístroje se liší podle umístění elektrod, kterými prochází elektrický proud. U tetrapolárního přístroje (Bodystat) jsou elektrody po dvou na ruce i chodidle na stejné straně těla. Další možností je lokalizace elektrod na ploše nášlapné váhy (bipedální zařízení - Tanita) nebo na madlech pro uchopení rukama (bimanuální přístroj - Omron) Bipolární přístroj je kombinací nášlapné váhy a madel pro ruce (In Body) (2). Elektrické vlastnosti tkání byly popsány v roce 1871. Hoffer a Nyboer jako první představili čtyři povrchové elektrody pro BIA techniku. Dříve se používaly dvě podkožní jehly. V roce 1990 se staly dostupnými multifrekvenční analyzátory. Použití metody BIA se zvýšilo, neboť zařízení je přenosné, bezpečné, jednoduché, neinvazivní a poskytuje rychlé výsledky, které jsou zveřejnitelné (24). Slouží k procentuálnímu určení složení těla pomocí šíření střídavého proudu nízké intenzity biologickými strukturami (nejčastěji proud 800 ma). Nejvíce se využívá multifrekvenční BIA, pracující se stejným proudem a frekvencí od 0 do 1000 khz (22). Používá se tedy stejnosměrný proud s nulovou frekvencí nebo střídavý proud s velmi vysokou frekvencí (24). Ohmův zákon říká: Proud procházející tělem je nepřímo úměrný jeho impedanci. Vyjadřuje se v ohmech (Ω). FFM obsahuje velké množství 29

vody a elektrolytů, proto dobře vede proud. Naopak tuková tkáň špatně vede proud a chová se jako izolátor. Multifrekvenční BIA má možnost rozlišit TBW pomocí vysoké frekvence (50 až 100 khz). Při nízké frekvenci (1 až 5 khz) určuje množství ECT (22). Pomocí regresních rovnic se z hodnot impedance vypočte procento tělesného tuku, ATH a TBW. Rovnice pracují s hodnotami věku, tělesné výšky, tělesné hmotnosti a pohlaví. Kombinací bioimpedačních a antropometrických hodnot dokáže přístroj stanovit další výpočty (22). Jednofrekvenční BIA (SF-BIA - Single frequency BIA) využívá frekvenci 50 khz, elektrody jsou umístěny na zápěstí a nártu. Stanovuje FFM a TBW, rozdělenou na extracelulární a intracelulární část. Segmentová BIA (SE-BIA) se provádí pomocí dvou elektrod lokalizovaných na zápěstí a stehno opačné strany těla. Popřípadě lze umístit senzory elektrod na zápěstí, rameno, horní část páteře a kyčelní hrbol. Impedance úzce souvisí se změnami v FFM a tělesných tekutinách. Obsah vzduchu v dutině břišní má malý vliv na měření. Metoda vyžaduje vždy předchozí standardizaci. Poskytuje informace o pohybu a hromadění tekutin v břišní a plicní oblasti. Frekvence vyšší než 50 khz nezlepšila výsledky (24). Naměřené hodnoty jsou ovlivněny tělesnou teplotou, stavem hydratace nebo zásobami svalového glykogenu, který je vázán na vodu. Pokud se neprovede před měřením kontrola času odstupu od cvičení, příjmu potravy nebo stavu hydratace, podhodnotí se procento tělesného tuku (22). Opakované měření provádíme ve stejnou dobu a za stejných podmínek. Všímáme si i menstruačního cyklu, stavu kůže, teploty. Tyto hodnoty a skutečnosti ovlivňují měření. Před použitím je nutné elektrody vyčistit alkoholem. Vzdálenost mezi jednotlivými elektrodami musí být minimálně 5 cm. Při měření obézních lidí se využívá pro oddělení končetin od těla izolační materiál (např. ručník), který se vkládá mezi stehna a mezi paži a trup (35). Byla provedena studie na přesnost měření změn tukové hmoty a FFM metodou BIA v porovnání s metodou DEXA. Výzkum probíhal 10 týdnů. Posoudil změny složení a hmotnosti těla u obézních žen ve věku 20-50 let. Měření probíhalo na přístrojích Bodystat QuadScan 4000 (BIA), Lunar DPX-IQ a Hologic QDR 2000 (DEXA). Na začátku studie BIA výrazně nadhodnotila FFM a podhodnotila tukovou hmotu 30

(v průměru o 1-3 kg) v porovnání s DEXA. Výsledek studie prokázal, že metody BIA a DEXA nelze zaměnit. BIA vede k odhadu změn ve složení těla na individuální úrovni, které se liší od hodnocení metodou DEXA. BIA je přesná, ale ve srovnání s DEXA podhodnocuje procento tělesného tuku (o 2,65 %) u osob s nadváhou a obezitou (více než 30 % tělesného tuku) a nadhodnocuje (o 3,56 %) u hubených osob (méně než 20 %) (36). Byla provedena studie srovnávající jednotlivé metody pro stanovení množství tuku v těle. Předmětem srovnání byly přístroje Bodystat, Omron a Tanita (multifrekvenční metody BIA) a jako referenční byla využita metoda DEXA. Změřeno bylo 61 žen s nadváhou a obezitou. Srovnání výsledků BIA s DEXA metodou naznačilo, že výsledné hodnoty měření tělesného tuku závisí na použitém přístroji. Nejpřesnější hodnoty měl přístroj Bodystat. U ostatních přístrojů byla zjištěna nižší přesnost měření (37). 6.2.5.1 Omron Přístroj měřící tuk pracuje na principu měření pomocí dvou elektrod, schopný stanovit množství FM v rozmezí 4 50 %. Matematickou operací vypočítá hodnotu BMI. Manipulace s přístrojem je jednoduchá. Před měřením se zadají vstupní hodnoty věku, váhy, výšky a pohlaví. Přístroj se uchopí a paže se natáhnou (obrázek č. 3). Měření trvá pár vteřin a zanalyzuje procento tuku v těle (2). Obrázek č. 3 Proudění proudu u přístroje Omron (http://www.healthgoods.com/) 6.2.5.2 Váhy (Tanita) Tanita je nášlapná váha. Elektrody jsou umístěny podle typu přístroje. Váha rozlišuje dětský režim od 7 let a výšky 110 cm, dospělý režim od 18 let do 99 let a atletický režim 31

pro sportovce trénující 10 hodin týdně pravidelně alespoň 1 rok. Pro analýzu je potřeba pouze hodnota věku, výšky a pohlaví (38). Existuje více typů: Tanita Innerscan Baby je osobní digitální váha. Elektrody jsou na nášlapné ploše a měří se hlavně okruh spodních končetin. Přístroj měří procento a množství tělesného tuku, vody, podíl svaloviny a hmotnost kostí. Maximální kapacita této váhy je 150 kg s přesností 0,1 kg a pamětí pro uchování naměřených údajů. Po několika vteřinách měření se na displeji objeví naměřené hodnoty (39). Tanita BC 545 (obrázek č. 4) je založena na technologii měření pěti segmentálních hodnot (trup, obě horní a dolní končetiny). Váha má 8 elektrod, 4 nášlapné pro nohy a 4 tlakové pro ruce. Analýza začíná zadáním údajů, následně se stoupne na váhu a uchopí se držadla, které jsou na zasouvacích kabelech. Přístroj zjišťuje složení celého těla. Dokáže stanovit množství svalů, kostí, vody, podkožního, viscerálního a tělesného tuku v těle, BMR, metabolický věk a stupeň kondice. Váha člení procento tuku a hmotnost svalů pro jednotlivé končetiny a trup. Byla navržena pro sportovce ke zhodnocení vlivu jejich tréninku na celkové i segmentální tělesné kompozice (2). Obrázek č. 4 Přístroj Tanita BC 545 (http://www.lekarske-vahy.cz/) 6.2.5.3 Bodystat QuadScan 4000 BodyStat QuadScan 4000 dokáže změřit množství tuku, ATH (voda+bílkoviny+minerální látky), bezvodé ATH, množství TBW, ECT a ICT (4). 32

Další hodnoty jsou vypočítané ze zadaných hodnot. Přístroj měří impedance při frekvenci 5, 50, 100, 200 khz. Proto jsou výsledky TBW, ECT a ICT přesnější. Praktické seznámení Tetrapolární elektrody svedené do přístroje se připojují na stejnou stranu těla, většinou na pravou (22). Elektrody se nalepují na horní končetině nad klouby prstů ruky (střed metakarpálních kůstek) a na kloub zápěstní, na spodní končetině nad prsty nohy (střed metatarzálních kůstek) a na kloub hlezenní (4). Připojení konektorů je barevně odlišeno, červený je umístěný dál od středu těla a černý blíž středu těla (obrázek č. 5). Obrázek č. 5 Připojení konektorů u přístroje Bodystat QuadScan 4000 (http://www.zliv.info) Vyšetření začíná neformálním rozhovorem s klientem a jeho seznámení s přístrojem. Pacient je upozorněn, že před vyšetřením by neměl 8-12 hodin pít alkohol. Měření se provádí až 2 hodiny po jídle a pití. Je nutné odložit kovové předměty, aby nedošlo ke zkreslení výsledků (39). Před vlastním měřením se do přístroje zadají hodnoty - věk, pohlaví, výška, přesná váha, obvod boků (ve výši maximálního vyklenutí hýždí v horizontální rovině), obvod pasu (v polovině vzdálenosti mezi spodním okrajem žebra a kyčelní kosti v horizontální rovině) a stupeň pohybové aktivity (4). Samotné měření by nemělo trvat déle než 5 min, jelikož voda klesá do nepředvídatelné hodnoty impedance (39). Klient leží na zádech, tak aby mezi končetinami a tělem byla mezera. Horní končetiny svírají s tělem úhel 30 a dolní končetiny 45. Při měření obézních lidí se využívá pro oddělení končetin od těla izolační materiál (např. ručník), který se vkládá 33

mezi stehna a mezi paži a trup (35). Klient je oblečený a na boso. Pokožka je před nalepením elektrod očištěna ethanolem (22). Měření je rychlé, během 15 sekund nám přístroj ukáže naměřené hodnoty. Metoda se využívá pro měření pacientů s chronickou plicní obstrukcí. Pokud je pacient odkázán na lůžko, musí se počítat s chybou 1-1,5 litrů přiměřené TBW. Větší chyby se očekávají u ECT, která je více závislá na gravitačních změnách (35). Vzájemné ovlivnění činnosti kardiostimulátoru nebo defibrilátoru není dosud známo, ale nelze je vyloučit. Mělo by být zajištěno monitorování srdeční činnosti pacienta (40). Musí-li pacient podstupovat dialýzu, měření by se mělo provádět v odstupu 20-30 min po dialýze (35). Byla provedena studie zaměřená na zjištění spolehlivosti BIA při posouzení TBW, ECT a ICT. Studie dále zjišťovala, zda mohou být lidé rozděleni do dvou skupin podle množství vody v těle na hypohydratované a hyperhydratované. Změřeno bylo 52 mužů a 48 žen, převážně vysokoškolských studentů. Měření probíhalo na přístroji Bodystat ve 2 různých dnech během jednoho týdne. Výsledky studie ukazují, že měření na Bodystatu je velmi spolehlivé k určení stavu hydratace u zdravých jedinců. Studie prokázala poměrně stabilní hydratační stav během 1 týdne. Metoda BIA může být použita pro klasifikaci jedinců do skupin hypohydratace a hyperhydratace. Chronické stavy mohou přispívat k rozvoji onemocnění. Při hypohydrataci dochází k rozvoji KVO, hypertenze a cukrovky. Zjištění je přínosem pro terapeuty a zdravotnická zařízení při posouzení pacienta v režimu zvýšení množství vody v těle, jelikož poskytuje okamžitou zpětnou vazbu na změny ve stavu TBW (41). Předmětem následující studie bylo zjištění vzájemného vlivu věku a pohlaví na BMI a procenta tuku. Měření probíhalo na přístroji Bodystat. Studie se zúčastnilo 23 dospělých ve věku 18-99 let, 11 mužů s průměrným BMI 26,3 kg.m -2 a 12 žen s průměrným BMI 25,7 kg.m -2. Výsledek studie prokázal, že BMI se zvyšuje s věkem u žen a stálé hodnoty pozorujeme u mužů ve věku 40 až 70 let. Prokázaný nárůst tuku za deset let je průměrně 1,9 kg (1,1-4 %). Vzájemný vztah mezi BMI a procentem tuku je křivočarý a je ovlivněn věkem (42). 34

6.2.5.4 InBody 230 Tento přístroj dokáže zanalyzovat široké spektrum hodnot složení těla. Je celosvětově uznáván lékaři, neboť jsou prokázány velmi spolehlivé výsledky. Dokáže analyzovat TBW, ECT a ICT, množství měkké beztuké hmoty (voda+bílkoviny+neosifikující minerální látky), FFM (voda+bílkoviny+minerální látky), celkovou hmotnost, množství tuku, minerální látky v kostech, proteinů v těle, útrobního tělesného tuku a hodnotu BMR. Další hodnoty BMI, WHR a procento tuku v těle slouží k diagnostice obezity a zjištění stupně obezity. Posuzováním tukové a svalové tkáně v jednotlivých segmentech těla dochází k hodnocení vyváženosti postavy a poukazuje na svalové nerovnoměrnosti. Přístroj In Body dokáže sestavit cvičební plán. Měří impedance při frekvenci 50 a 200 khz. Vyšší impedance měří ICT a nižší ECT (43). Obrázek č. 6 Rozdělení těla na jednotlivé segmenty (http://old.lf3.cuni.cz/) Praktické seznámení Měření probíhá pomocí osmi bodových dotykových elektrod, 4 jsou umístěny na držadlech a 4 na prostoru pro chodidla. Využívá technologii DSM-BIA (Direct Segmental Multi-frequency). Tato technologie umožňuje měření jednotlivých částí těla. 35