Tělesné složení a metody jeho stanovení

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Fakulta tělesné výchovy a sportu Tělesné složení a metody jeho stanovení Bakalářská práce Vedoucí bakalářské práce: Prof. Ing. Václav Bunc, CSc. Vypracoval: Slavomír Mucha Praha, Duben 2015

Prohlašuji, že jsem závěrečnou bakalářskou práci zpracoval samostatně a že jsem uvedl všechny použité informační zdroje a literaturu. Tato práce ani její podstatná část nebyla předložena k získání jiného nebo stejného akademického titulu. V Praze, dne podpis diplomanta

Evidenční list Souhlasím se zapůjčením své bakalářské práce ke studijním účelům. Uživatel svým podpisem stvrzuje, že tuto bakalářskou práci použil ke studiu a prohlašuje, že ji uvede mezi použitými prameny. Jméno a příjmení: Fakulta / katedra: Datum vypůjčení: Podpis:

ABSTRAKT Název práce: Tělesné složení a metody jeho stanovení Cíle práce: Zpracovat literární rešerši a následně popsat tělesné složení člověka a porovnat jednotlivé metody, které určují tělesné složení člověka. Metody práce: Rešerše a komparace domácí a zahraniční odborné literatury, která se zabývá tělesním složením a jeho měřením. Výsledky práce: Byla shrnuta rešerše literatury na téma tělesné složení těla a metody jeho stanovení. Dalším výsledkem je sumarizace nepřímých metod, popsání jejich výhod a nevýhod, využití v praxi a příklady výpočtů predikčních rovnic pro konkrétní metody. Nepřímé metody stanovení tělesného složení mohou být jednou nebo dvakrát nepřímé. Mezi jednou nepřímé řadíme hlavně laboratorní metody jako je DEXA, APD, NIR nebo nukleární magnetická rezonance. Za zlatý standard laboratorních metod se považuje metoda DEXA. Tyto metody jsou oproti dvakrát nepřímým přesnější ale zároveň náročnější na čas a vybavení. K dvakrát nepřímým metodám řadíme terénní metody jako je BIA, BMI, měření tloušťky kožních řas kaliperem nebo metodu hydrostatického vážení. Zmíněné metody jsou sice praktičtější a finančně dostupnější ale měří s menší přesností. Za nejvíc používanou a praktickou terénní metodu se považuje BIA. Všechny nepřímé metody využívají predikční rovnici, které obsahují parametry jako je například věk, pohlaví, rasa, stupeň tělesné aktivity, nebo fyzikální veličiny jako je eklektický odpor a reaktance. Žádná predikční rovnice není ideální. Je důležité zachovat jednu zvolenou metodu po celou dobu výzkumu, aby nedocházelo k nepřesným výsledkům. Výsledky nemusí být validní. Chyba při použití více metod v jednom výzkumu může být až 50%. Klíčová slova: tuková hmota, aktivní tělesná hmota, metody stanovení složení těla

ABSTRACT Title: Body composition and methods for its determination Objectives: Perform a literature search and then describe the human body composition and compare different methods to determine body composition in humans. Methods: Review and comparison of domestic and foreign literature that deals with body composition and its measurements. Results: Research summarized the literature on the topic of physical body composition and methods for its determination. Another result is a summarization of indirect methods, describe their advantages and disadvantages, practical use and calculation examples of predictive equations for specific methods. Indirect methods of determining body composition may be once or twice indirect. Among once belong mainly indirect laboratory methods such as DEXA, APD, NIR or nuclear magnetic resonance. The gold standard of laboratory methods are considered DEXA method. These methods are indirect in comparison with twice more accurate but more time-consuming and equipment. The two indirect methods belong field methods such as BIA, BMI, skinfold thickness measurements with calipers or hydrostatic weighing method. These methods are indeed more practical and affordable measured but with less precision. For the most used and practical field method is considered BIA. All indirect methods use a predictive equation that contain parameters such as age, sex, race, level of physical activity or physical parameters such as resistance and reactance eclectic. No prediction equation is not ideal. It is important to maintain a single method throughout the research, in order to avoid inaccurate results. The results may not be valid. Error by using multiple methods in the same research can be up to 50%. Keywords: fat mass, lean body mass, methods of determining body composition

1. Obsah Seznam zkratek:... 7 1. Úvod... 8 2. Teoretická východiska... 9 2.1 Tělesné složení a jeho modely... 9 2.2 Tělesné složení... 12 2.3 Tukuprostá hmota... 13 2.4 Svalstvo... 14 2.5 Kostra těla... 14 2.6 Tělesný tuk... 15 2.7 Tuková tkáň... 15 2.8 Bílá tuková tkáň... 16 2.8.1 Viscerální tuk... 16 2.9 Hnědá tuková tkáň (BAT)... 17 2.10 Tělesná voda... 17 2.10.1 Funkce vody... 17 2.10.2 Zastoupení vody v těle... 18 2.10.3 Distribuce vody v těle... 18 Shrnutí teorie... 20 3. Cíle a úkoly práce... 21 3.1 Cíle práce... 21 3.2 Úkoly práce... 21 4. Metody pro stanovení složení těla... 22 4.1 Nepřímé metody a predikční rovnice... 23 4.2 Metody jednou nepřímé (referenční)... 26 4.2.1 Denzitometrie... 27

4.2.2 DEXA (DualEnergy X- RayAbsorptiometry)... 27 4.2.3 Nukleární magnetická rezonance... 28 4.2.4 Metoda NIR... 29 4.2.5 Metoda ADP... 29 4.3 Metody dvakrát nepřímé... 29 4.3.1 BMI (body mass index)... 30 4.3.2 Antropometrie... 31 4.3.3 Kaliperace - odhad tělesného složení z kožních řas... 32 4.3.4 Hydrostatické vážení... 33 4.3.5 Metoda podle Pařízkové, Durnina a Womersley... 34 4.3.6 BIA (bioelektrická impedanční analýza)... 35 5. Diskuse... 38 6. Závěr... 41 7. Seznam literatury... 43 Seznam obrázků a tabulek... 50

Seznam zkratek: BMI (Body mass Index) index tělesné hmotnosti DEXA - DualEnergy X- RayAbsorptiometry ECT Extracelulární tekutina BM - Buněčná masa ECPL - extracelulární pevné látky FFM- aktivní tělesná hmota WAT - Bílá tuková tkáň BAT - Hnědá tuková tkáň BIA - Bioelektrická impedance TH - tuková hmota NIR - Near infrared interactance ADP - Air displacement Plethysmography WHR - poměru pásu k bokům

1. Úvod Tělesné složení je velmi důležité pro zdravotní stav každého člověka. Jestli některá z komponent tělesného složení chybí, nebo naopak přebývá, mohou nastat některé zdravotní komplikace. Jak tělesné, tak i duševní. Například zvýšená únava, nesoustředěnost, nadměrné ukládání tuku, nemoci. Tělesné složení může být jedním z ukazatelů životního stylu a zdraví člověka, které se dá orientačně zjišťovat vícero metodami, které se používají převážně na zjišťování procenta tuku, tělesné vody v těle a tukuprosté hmoty. Dále BMI, energetický příjem a výdej a impedanci. K dalším metodám pro určení tělesného složení patří například měření kaliperem podle různých metodik, hydrostatické vážení, denzitometrie, DEXA a nukleární magnetická rezonance. Určení tělesného složení se stalo neoddělitelnou součástí vyšetření zdatnosti a výkonnosti organizmu (Pařízková, 1962). Stanovení podílu FFM a tukové hmoty v organismu není tedy jen zjišťováním určité morfologické vlastnosti, ale dává podklad i pro posouzení organismu z hlediska jeho funkcí. Z hlediska fyziologie, parametry složení těla jsou predispozice sportovního výkonu, jinými slovy, některé sportovní disciplíny vyžadují určité vlastnosti tělesného složení (Petrásek, 2002). Víme, že tělesné složení ovlivňuje kvalitu životního stylu. Životní styl pravidelně sportujících lidí by měl být na kvalitnější úrovni, než u běžné populace. Zároveň by měli také mít i lepší tělesné složení. 8

2. Teoretická východiska 2.1 Tělesné složení a jeho modely Jelikož mluvíme o složení těla, měli bychom vnímat naše tělo jako model. Lidské tělo lze chápat z hlediska pětistupňového modelu (Wang, et al., 1992). Tyto modely mají pevně definovaný strukturální rámec a složky, díky kterým dokážeme přesně ohodnotit lidské tělo jako celek. Dle Pařízkové (1998), můžeme popsat jednotlivé modely takto: Atomický model vychází z hlediska jednotlivých prvků, které se vyskytují v organismu. Jsou to prvky jako C, H, P, O, N a Ca. 98 tělesné hmotnosti je tvořeno právě těmito prvky. Zbývající 2 % jsou tvořena dalšími 44 prvky. Tyto poznatky byly zjišťovány na mrtvolách s využitím neutronové analýzy (Heymsfield, 2005). Molekulární model Lidské tělo je poskládáno asi z 100 000 chemických sloučenin, které jsou tvořeny 11 hlavními prvky. Hlavní sledované parametry jsou: - Lipidy - Proteiny - Voda - Minerály - Glykogen Všechny tyto parametry nám dohromady utvářejí celkovou hmotnost těla. Tedy: Hmotnost těla = lipidy + proteiny + voda + minerály + glykogen Díky tomuto modelu lze zjistit celkovou tělesnou vodu (TBW) a to za pomoci izotopových sloučenin a minerály skeletu s využitím dual-fotonové absorpce (Heymsfield, 2005). 9

Buněčný model Tento model je založen na spojení jednotlivých molekulárních součástí v buňce. Mezi sledované parametry patří extracelulární tekutina (ECT), která je tvořena z plazmy a intersticiální tekutiny. Buněčná masa (BM), což je metabolizující část lidského těla (svalové + epiteliální + pojivové + nervové buňky) a extracelulární pevné látky (ECPL) a to jak organické, tak i anorganické. Podle Riegerové a kol. (2006) se dá tento model rozdělit takto: Hmotnost těla = buňky tukové tkáně + BM + ECT + ECPL Riegerová a kol. (2006) uvádí, že extracelulární a plazmatickou tekutinu lze měřit s využitím isotopových dílčích metod nebo neutronovou aktivační analýzou, např. K či N. Pařízková (1962) uvádí, že extracelulární tekutinu lze měřit pomocí isotopových metod. Potom (ECTL), neboli extracelulární pevné látky lze měřit pomocí neutronové aktivační analýzy (Heymsfield, 2005). Tkáňově-systémový model Tento model představuje tělesnou hmotnost pomocí třech tkání. A to tkání kostní, svalovou a tukovou. Lidský organismus je tedy definován několika systémy, a to: Hmotnost těla = muskuloskeletární + oběhový + kožní + nervový + respirační + zažívací + reprodukční systém + vyměšovací + endokrinní Pro sledování komponent existuje několik metod, jako počítačová tomografie, magnetická resonance, nebo stanovení tělesného složení pomocí 24 hod. měření, kde se vylučuje kreatin (Wang, 1997). 10

Celotělový model Ke stanovení tohoto modelu se využívá různých naměřených hodnot, indexů a vzorců, jako jsou tělesná výška, objem těla, tělesná hmotnost, denzita těla, délkové, šířkové a obvodové rozměry, kožní řasy apod. (Riegerová, 2006). Dle Riegerové (2006) je tento model využíván v antropologické a klinické praxi podle možností a použití různých přístrojů a technik. Dvoukomponentový model nejpoužívanější, tělo je děleno na dvě základní komponenty, na tuk a na tukuprostou hmotu Tříkomponentový model rozlišuje tělesné složení na vodu, tuk a sušinu (proteiny, minerály) Čtyřkomponentový model upřesňuje hmotnost jako tuk, extracelulární tekutinu, buňky a minerály Níže je uveden graf podle Vobra (2004), který znázorňuje modely tělesného složení. Konkrétně chemický, anatomický a dvoukomponentový. Obrázek č. 1: Modely tělesného složení (Zdroj: Riegerová, Přidalová, Ulbrichová, 2006) 11

2.2 Tělesné složení Tělesné složení je jedním z nejdůležitějších ukazatelů vývojového stupně v průběhu ontogeneze člověka, dále úrovně zdraví, tělesné zdatnosti a výkonnosti a stavu výživy (Pařízková, 1998). Opakované sledování tělesného složení je v současné době velmi využíváno především u profesionálních sportovců, dle změn v průběhu tréninkového procesu mohou tak vyhodnotit efektivitu tréninkového cyklu (Bouchard, Stephard, Stephens, 1994). Nejvariabilnější komponentou tělesného složení je tuk, který je hlavním faktorem inter- i intra individuální variability tělesného složení v průběhu celého vývoje. Je lehce ovlivnitelný výživovým režimem a pohybovou aktivitou. Tuk je významným faktorem vzniku a průběhu celé řady nemocí (Riegerová a kol., 2006). Ženy mají procentuálně více tuku než muži, bývá to okolo 23% celkové hmotnosti, u mužů přibližně 15%. V dětství tak velké rozdíly nejsou, změny se začnou ukazovat až v období puberty. Ideální množství vody v těle u žen je 50 60% a u mužů 55 65 %. Podíl celkové vody v těle na tělesném složení se pohybuje v závislosti na věku a pohlaví od 75% u kojence do 46% ve stáří. Ženy mají nižší podíl celkové vody v těle než muži. Individuální rozdíly jsou pak způsobeny hlavně různým podílem tuku na tělesné hmotnosti (Chumlea et al., 2002). Tělesné složení je poměrně z velké části ovlivněno genetikou. Také ale faktory jako celkový zdravotní stav organizmu, pohybovou aktivitu, nebo výživové faktory (Riegerová a kol., 2006). Optimální složení těla u zdravých dospělých jedinců (v %) Základní složky Muži Ženy Voda 62,4% 56,50% Minerální látky 5,80% 5,30% Proteiny 16,50% 15,20% Tělesný tuk 15,30% 23,00% Celkem 100% 100% Tabulka č. 1: Optimální složení těla zdravých dospělých (Zdroj: Riegerová a kol., 2006) Další autor (Wood, 2005) klasifikuje přiměřenost tělesné hmotnosti běžné a sportující populace podle procent tukové hmoty. Při určování optimálního množství tukové hmoty v procentech je důležité znát procentuální zastoupení tukové hmoty, ale také jestli se jedná o sportujícího nebo nesportujícího jedince. Vid. Tabulka č. 2 níže. 12

Běžná populace (v %) Sportovci (v %) Muži Ženy Muži Ženy Atletická postava <12 <17 <7 <12 Normální váha 12-21 17-28 7-15 12-25 Střední nadváha 21-26 28-33 Nadváha >26 >33 >15 >25 Tabulka č. 2: Procentuální zastoupení tukové hmoty a primeřená hmotnost (Zdroj: Wood, 2005). Ideální váha se značně liší podle věku, jak u mužů, tak i u žen, ale za minimální zdraví bezpečné procentuální množství tělesného tuku se považuje 5% u mužů a 12% u žen. Průměrné množství tělesného tuku se podle Haarbo a kol. (1991) pohybuje v rozmezí 15-18% u dospělých mužů a 22-25% u dospělých žen. 2.3 Tukuprostá hmota Pojem aktivní tělesná hmota (dále jen ATH) nám vyjadřuje tzv. tukuprostou hmotu plus malé množství esenciálního tuku. Tukuprostá tělesná hmota zahrnuje především relativní zastoupení svalstva a parenchymatózních orgánů (játra, ledviny, slezina), slouží také především k zabezpečení pohybové činnosti (Pařízková, 1998). U žen tvoří 5-8%. Jelikož se tento esenciální tuk dá jen velmi těžko odlišit, doporučuje se používat výpočet tukuprosté hmoty, jako rozdíl celkové hmotnosti od extrahovatelného tuku (Behnke, 2006). Aktivní tělesná hmota je tvořena asi z 60 % svalstva, 25 % kostí a vazivové tkáně asi z 15 % vnitřních orgánů. Přičemž pro sportovní účely je podstatný hlavně podíl svalstva na celkové hmotnosti (Grasgruber, Cacek, 2008). Vzhledem k nemožnosti odlišení esenciálních a neesenciálních lipidů je v současné době doporučováno používat koncepci tukuprosté hmoty, která je definována jako hmotnost všech tkání minus extrahovaný odstraněný tuk (Riegerová a kol., 2006). Změny tukuprosté hmoty jsou od období růstu až do dospělosti relativně stabilní. Ve věku 13 let, se začínají objevovat intersexuální rozdíly. U chlapců je vyšší nárůst svalové hmoty v rámci tukuprosté hmoty, ale taky nárůst kostní hmoty (Guo a kol., 1997). 13

2.4 Svalstvo Dle Grasgrubera a Cacka (2008) je v lidském těle asi 660 svalů, které tvoří cca z 70% voda a asi 20% proteiny. Riegerová a kol. (2006) popisuje v lidském těle tři typy svalové tkáně. Kosterní příčně pruhované svaly, hladké svalstvo a srdeční sval. V průběhu dospívání se poměry jednotlivých tkání různě mění. K největšímu nárůstu svalstva u mužů dochází mezi 15. a 17. rokem, u žen kolem 13. roku. Rozvoj svalstva je poměrně stabilní, u žen mezi 15. a 60. rokem a u mužů mezi 17. a 40. rokem. Poté následuje pokles. Degradace začíná u neaktivních dříve už cca od 25. roku života. Základní jednotkou příčně pruhovaného svalu je svalové vlákno. Malé svaly jsou tvořeny tzv. primárními svalovými snopečky, které se skládají z více svalových vláken (10-100). Větší svaly jsou utvořeny spojením primárních snopečků do sekundárních snopců. Spojením sekundárních snopců vzniká sval, který je kryt fascií- vazivovou vrstvou (Grasgruber a Cacek, 2008). U mužů dosahuje hmotnost svalů asi 36% celkové tělesné hmotnosti, u žen cca 32%. Hmotnost může svalstva dosáhnout až 45 % hmotnosti. Nejvyšších hodnot dosahují siloví sportovci. Je také známo, že sportující žena může dosáhnout vyšších hodnot než muži a to jak relativních, tak absolutních. Adaptaci na pohybovou zátěž ovlivňuje několik faktorů: Pohlaví Celkové množství tuku Věk Genetická výbava Počáteční stupeň tréninku (Kopecký a kol., 2012). 2.5 Kostra těla Stavba kostry nám určuje tvar a proporce našeho těla. Kostra je hlavní oporou pro svaly, vazy a šlachy. Díky své pevné konstrukci je označována jako pasivní složka pohybů, které provádějí svaly. Ve skutečnosti je ale kostra těla vysoce aktivní a neustále v ní probíhá látková výměna, která ovlivňuje její kvalitu a funkci (Jarkovská, 2007). Kosterní soustava je složena z cca 206 kostí. Kosti a jejich spojení tvoří pasivní složku pohybového aparátu. Pro stanovení ideální hmotnosti je třeba brát v úvahu podíl hmotnosti kostí na celkové váze těla (Středa, 2009). 14

Dle Riegerové a kol. (2006) je podíl kosterní složky na celkové hmotnosti těla přibližně stejný u novorozenců i u dospělých osob. 2.6 Tělesný tuk Vzniká při nadbytečném příjmu energie z potravy, nejenom tuků, ale i sacharidů či bílkovin. Je-li příjem některé s těchto výživových složek vyšší než výdej energie (cvičení, běh, chůze atd.), tento nadbytek je posléze uložen ve formě tuku. Tuk nemá pro organismus jen špatné účinky, ale plní i ochrannou a zásobní funkci. Tělesný tuk je velmi často sledovaný parametr, jelikož je ukazatelem tělesné zdatnosti jedince, ale i zdravotního stavu. Jeho množství můžeme regulovat výživou a pohybovou aktivitou. Jedná se tedy o velmi variabilní komponentu tělesné hmotnosti (Kutáč, 2009). Riegerová a kol. (2006) doplňuje, že tělesný tuk je skutečně nejvariabilnější komponentou hmotnosti těla, protože je hlavním faktorem tělesného složení v průběhu celého vývoje. Množství tuku v lidském těle hraje nezastupitelnou roli pro celý organismus. Obstarává mnoho důležitých funkcí: pomáhá při regulaci tělesné teploty, zajišťuje ukládání vitamínů, chrání klouby a orgány, slouží jako zásobárna energie. Funkce tukové hmoty je mechanická, metabolická, termoregulační. Tuk je důležitý pro zdravý vývoj. Dále je důležitým transportním systémem pro vitamíny (A, D, E, K). Bez tělesného tuku se tedy náš organismus neobejde. Nežádoucí je ale nadměrné množství tuku, které působí na naše tělo negativně. Může způsobovat problémy kardiovaskulárního systému, nebo vést k cukrovce (Zvonař, Duvač, 2011). 2.7 Tuková tkáň Tuková tkáň neboli pojivová tkáň je v lidském organismu zastoupena ve dvou základních podobách, jako bílá a hnědá tuková tkáň. Má důležitou roli pro náš metabolismus, jako rezervoár energie. Dále plní významnou roli tepelného izolátoru a chrání orgány před nárazy. Zásobní tuk je zdrojem tělesné energie a je uložen hlavně pod kůží. Malé procento tvoří ochranný polštář pro některé vnitřní orgány nebo je součástí buněk jako stavební materiál protoplazmatický tuk (Havlíčková, 1997). Asi 30 % hmotnosti tukové tkáně tvoří voda. Tukové buňky, které tvoří vlastní tukovou tkáň, se nazývají adipocyty. V organismu jsou dvě formy těchto buněk - bílé a 15

hnědé adipocyty. Tyto tukové buňky jsou opředeny sítí retikulárních vláken a dohromady sloučeny malým množstvím vmezeřeného vaziva. Skupinky adipocytů připomínají stavbu složitých velkých žláz, protože jsou sdružovány do lalůčků (Konrádová, 1993). Jak již bylo uvedeno, lidské tělo je tvořeno dvěma základními typy tukové tkáně a to z bílé tukové tkáně a hnědé tukové tkáně. Obě se odlišují hlavně funkcí, regulací a morfologickou strukturou a umístěním. Oba typy jsou schopny ukládat energii ve formě triacylglycerolů. Tuto energii uvolňuje bílá tuková tkáň ve formě volných mastných kyselin a tuto energii přeměňuje na teplo hnědá tuková tkáň. Hodnotu bílé a hnědé tkáně je především ovlivněno, pohlavím, výživou, okolní teplotou, věkem a neméně je určeno i geneticky (Redinger, 2009). 2.8 Bílá tuková tkáň Bílá tuková tkáň (WAT) slouží ke skladování energie ve formě triacylglycerolů. Jestliže dojde v organismu k hladovění, WAT je hlavní energetický zdroj organismu. V závislosti na dietě může být barva bílá až intenzivně žlutá. Normální procentuální zastoupení bílé tukové tkáně u člověka je asi 20-30% tělesné hmotnosti. Může ale vystoupat až na 70%. Největší tuková zásobárna je uložena v břišní oblasti a v podkoží. Bílá tuková tkáň dokáže zvětšovat svůj objem dvěma způsoby, hypertrofií nebo hyperplasií. Viscerální tuk zvyšuje svou hmotnost hlavně hypertrofií, kdežto podkožní tuk hypertrofií i hyperplasií. Při hypertrofii dochází k zvětšování množství intracelulárních lipidů a tím k zvýšení objemu tukových buněk (Langin, 2010). 2.8.1 Viscerální tuk Viscerální tuk se skládá z menších adipocitů s vyšším obsahem mastných kyselin. Obsahuje také více makrofágů a je více nebezpečný pro lidský organismus, než podkožní tuk (Hainer, 2011). Každý z nás má nějaký viscerální tuk, když je ho ale velmi mnoho, může nás i ohrozit. Tento tuk se ukládá v životně důležitých orgánech, jako jsou játra, ledviny, také v břišní dutině. Viscerální tuk je metabolicky velmi aktivní, proto, jak už jsem uvedl, ho lékaři považují za škodlivější, než tuk v podkoží. Znamená to, že do krve přivádí chemické látky, které vedou ke zdravotním komplikacím. Např.: ke vzniku cukrovky, infarktu a jiným srdečním onemocněním. 16

2.9 Hnědá tuková tkáň (BAT) Dle Štěpničky (1971) má hnědá tuková tkáň charakteristickou hnědou barvu, která obsahuje vysoké množství mitochondrií a cytochromů s bohatým prokrvením. U novorozenců se tato hnědá tuková tkáň vyskytuje naprosto běžně. Studie ale prokázaly přítomnost zásobáren hnědého tuku také u dospělých lidí. Hnědá tuková tkáň se liší od bílé fyziologicky i anatomicky. Je zde velmi těsný kontakt adipocytů s krevními kapilárami a uspořádání kapilár připomíná strukturu některých endokrinních žláz. Hlavní fyziologická funkce této hnědé tukové tkáně je tvorba tepla. BAT má totiž schopnost, díky velkému množství mitochondrií a mitochondriálního proteinu, vyvolávat produkci tepla (Konrádová, 1993). 2.10 Tělesná voda Podle Rokyty a kol. (2000) je tělesná voda nedůležitější složkou tělesného složení. Průměrné množství tělesné vody u muže je 60% a u ženy 50% celkové tělesné hmotnosti. Nejvíce vod je obsaženo v tělních tekutinách asi 91-99%, ve svalech 75-80% a v kůži. Naopak nejméně vody máme v tukové hmotě cca 10% a v kostech 22%. Její množství je také závislé na věku, snižuje se s přibývajícím věkem. Zvonař, Duvač (2011) píšou: Voda je nezbytná pro život, je důležitá pro správné fungování celého organismu. Pomáhá regulovat tělesnou teplotu, rozvádí živiny po těle, čistí a zvlhčuje pokožku, zlepšuje zažívací procesy, zabraňuje stárnutí a degeneraci kloubů. Optimální hodnoty procentuálního zastoupení vody v těle je pro muže nad 18 let 55 65%, pro ženy nad 18 let 50 60%. Nízké procentuální zastoupení vody v těle představuje u mužů hodnota nižší než 50%, a už žen nižší než 45%. 2.10.1 Funkce vody Voda je nezbytná pro život, jako esenciální živina plní mnoho funkcí. Působí jako tekuté medium, ve kterém jsou rozpuštěny různé plyny, enzymy a živiny. Umožňuje přenos důležitých látek po celém těle. Voda se také podílí na termoregulaci těla a to odpařováním potu z pokožky. Řídí tok energie prostřednictvím oxidačních a redukčních 17

reakcí a podílí se na udržování homeostázy - vnitřního prostředí. Homeostáza je velmi důležitá pro správné fungování celého organismu. Kdyby bylo toto vnitřní prostředí narušeno, mohou nastat různá onemocnění, dokonce i smrt. Voda také vytváří hydroelektrickou energii v buněčných membránách celého těla, především při přenosu nervových vzruchů. Dostatek tekutin je nezbytný pro činnost ledvin a vylučování škodlivých látek z organismu (Pánek, 2002). 2.10.2 Zastoupení vody v těle Voda tvoří největší část z celkového složení těla člověka. Její množství se odvíjí vždy od pohlaví, věku a zastoupení tuku v organismu. Dospělé ženy mají nižší obsah vody v těle ve srovnání s muži stejného věku. Naopak štíhlejší jedinci mají vyšší obsah vody než jejich obézní vrstevníci. Tyto odlišnosti lze přičítat rozdílu v proporcích svalové a tukové tkáně. Tuková buňka má totiž celkem nízký obsah vody (asi 10%), zatímco svalová buňka má několikanásobně více (až 70%) (Kaňková, 2007). 2.10.3 Distribuce vody v těle Všechna voda v těle je rozdělena na dvě části. Větší část, asi 65% vody tvoří intracelulární tekutina, která se nachází uvnitř buněk. Dále extracelulární tekutina, nacházející se vně buněk a zaujímá asi 35% vody v těle člověka (Gropper, 2009). Dle Nečase (2000) je extracelulární tekutina rozdělena: Subkompartmenty intersticiální tekutina (25%), transcelulární tekutina (2%), plazma (8%) Intracelulární a extracelulární tekutiny jsou odděleny plazmatickou membránou. Tyto membrány jsou volně prostupné pro vodu, která se těmito prostory pohybuje. Intersticiální tekutina a tekutina v plazmě jsou odděleny stěnou krevních kapilár (Nečas, 2000). 18

Obrázek č. 2: Rozložení vody v těle (Zdroj: Kaňková, 2007). 19

Shrnutí teorie Složení těla je nejčastěji vnímáno jako podíl svalové a tukové hmoty, představuje významnou somatickou charakteristiku, která se vyvíjí v souvislosti s různými faktory (věk, pohlaví, genetika, úroveň fyzické aktivity). Složení těla, zejména poměr a vztah mezi jednotlivými komponenty, které přispívají ke složení těla má řadu fyziologických i patologických aspektů, které ovlivňují funkci lidského těla (Malá a kol., 2014). Z fyziologického hlediska se tělesné složení týká spotřeby kyslíku, výdeje energie během fyzické aktivity a významně ovlivňuje hladiny některých ukazatelů metabolismu tuků v krvi, který ji přináší do bližšího vztahu s funkcí dýchacího a oběhového systému (Pařízková, 1962). Procento tukové hmoty je často charakterizováno jako omezující faktor maximální spotřeby kyslíku vyjádřený v kg na tělesnou hmotnost. To je uvedeno v několika studiích zaměřených na děti, (Goran a kol., 2000; Maffeis a kol., 1994), stejně jako na běžnou populaci - netrénované ženy s optimální tělesnou hmotností (Bunc a kol., 2010). Reakce obézních jedinců na fyzickou zátěž je určena somatickými a motorickými zvláštnosti, mezi které se řadí relativně nízký podíl svalové hmoty, vysoký podíl tukové hmoty, nižší hodnoty maximální spotřeby kyslíku a nízká fyzická kondice. Vyšší podíl tukové hmoty způsobuje snížení maximální spotřeby kyslíku, jako logický důsledek zvýšení tělesné hmotnosti bez jakéhokoliv přispění ke zvýšení metabolismu kyslíku (Cureton a kol., 1978). Lidské tělo by mělo být považováno za model, který se skládá z jednotlivých složek, a mohou být charakterizovány z několika úhlů pohledu. Nejčastější přístup je chemický a anatomický. Chemicky model lidského těla se skládá z tuku, bílkovin, sacharidů, minerálních látek a vody. Anatomicky se skládá z tukové hmoty, svalové hmoty, kostí, vnitřních orgánů a jiných tkání (Maud & Foster, 1995). 20

3. Cíle a úkoly práce 3.1 Cíle práce Cílem této závěrečné je provést literární rešerše titulů, které pojednávají o problematice tělesného složení. Dalším cílem je na základě prostudování odborné domácí a zahraniční literatury provést komparaci jednotlivých metod stanovení tělesného složení. 3.2Úkoly práce 1. Zpracovat literární rešerši o daném tématu a seznámit se s problematikou tělesného složení. 2. Zpracovat získaná data a pomocí nich popsat metody měření tělesného složení člověka. 3. Jednotlivé metody porovnat a zdůraznit jejich výhody a nevýhody. 21

4. Metody pro stanovení složení těla Mnoho metod lze použít jen v laboratorních podmínkách a jiné jsou vhodné pro terénní použití (Pařízková, 1962). Metody současné doby, které se používají pro hodnocení složení těla živých jedinců, jsou nepřímé, vyhodnocují se na základě naměřených hodnot, jako je hustota těla, celkové množství vody v těle (Malá a kol. 2014). Pro hodnocení tělesného složení zjednodušeným způsobem, můžeme předpokládat, že tělo je rozděleno do dvou oddílů: hmotnost tuku (TH) a hmotnost aktivní tělesné hmoty (ATH). Zatímco tuková složka je relativně homogenní, ATH je heterogenní směs vody, minerálů, bílkovin a dalších menších složek (Mialich, Martinez, Jordao, 2001). Důležitým krokem pro kvantifikaci těchto složek byl vývoj metod založených na zobrazovací technologii pro zjemnění a podrobný popis složení těla člověka (Mattsson, Thomas, 2006), nejprve pomocí počítačové tomografie a později magnetickou rezonancí (Sjostrom, Kvist, Cederblad, 1986). Souběžně s tímto intenzivním vývojem moderních analytických metod je potřeba vypracovat jednodušší a praktičtější nástroje, protože proměnné, jako jsou náklady a dostupnost mohou omezit použití těchto zařízení v klinické praxi. Metody stanovení tělesného složení, jako je antropometrie, elektrická impedance a DEXA se využívají častěji pro svoji nenákladnost a praktickost (Mialich, Martinez, Jordao. 2001). Metod je velké množství, výběr metody závisí především na metodických možnostech a účelu měření. Spousta metod lze použít v laboratorních podmínkách a jiné jsou zase vhodné pouze pro terénní použití (Pařízková, 1962). Tyto metody se také mohou rozdělit do 3 skupin (Pařízková, 1998): Metody přímé U živých osob je toto měření nerealizovatelné, protože ho umožňuje pouze pitva Metody jednou nepřímé (referenční) Neboli také laboratorní metody, které jsou velmi přesné, používají se ke stanovení procentuálního zastoupení tuku a tukuprosté hmoty v těle. Tyto metody neměří přímo tělesný tuk, ale měří tělesnou denzitu, celkovou tělesnou vodu, atd. a používá se k nim jeden či více kvalitativních předpokladů pro určení výsledné hodnoty. Těmito předpoklady je myšlen určitý vztah mezi měřenou veličinou a množstvím tuku. Referenční metody jsou náročné na odbornost obsluhy, technickou vybavenost a pořizovací cenu. Patří 22

mezi ně především denzitometrie, metoda DEXA a magnetická rezonance (Kutáč, 2009). Metody dvakrát nepřímé Jsou to metody méně přesné, než laboratorní. Pracuje se s nimi ale rychleji a jsou levnější. Patří sem metoda BMI, kaliperace, hydrostatické vážení a také bioelektrická impedance. Tyto metody také používají predikční rovnice, které jsou převzaty z metod laboratorních. U nepřímých metod pracujeme s fyzikálními veličinami, které představují vstupní parametry do predikční rovnice. Jedná se například o součet kožních řas, R = resistence (Ω), X = reaktance (Ω) apod. 4.1 Nepřímé metody a predikční rovnice U nepřímých metod hraje významnou úlohu predikční rovnice. V podstatě se jedná o diferencování tělesné výšky, hmotnosti, pohlaví, věku, míry (TH). U metody měření tloušťky kožních řas se do predikční rovnice vypočítává vzorec specifické konverze a určí se tak procento tělesného tuku z hustoty těla (Heyward, 2010). Predikční rovnice tloušťky kožních řas byly vyvinuty pomocí lineárních, nebo kvadratických regresních modelů rovnic. Tyto rovnice byly vyvinuty pro relativně homogenní populace a jsou považovány za platné pouze pro osoby, které mají podobné charakteristiky jako je věk, pohlaví, etnického původu, nebo fyzické aktivity. Například, rovnice odvozená speciálně pro lidi ve věku od 18 až 21 let se sedavým způsobem života lidí by neměla být platná pro predikci tělesné denzity lidí ve věku od 35 do 45 let se sedavým způsobem života (Heyward, 2010). Níže jsou v tabulce č. 3 uvedeny příklady predikčních rovnic měření tloušťky kožních řas. 23

Populační Součet kožních řas podskupiny Predikční rovnice Zdroj Ʃ7SKF (hrudník, břicho, stehno, triceps, pod lopatkou, suprailiakalní, pilovitý sval medaxilla) Černošky nebo ženy hispánského původu, 18 55 let Db (g. cc)ª = 1.0970 0.00046971Ʃ7SKF) + 0.00000056 (Ʃ7SKF)² - 0.00012828(věk) Jackson et al. (1980) Černoši a nebo sportovci (muži), 18 61 let Db (g. cc)ª = 1.1120 0.00043499 (Ʃ7SKF) + 0.00000055 (Ʃ7SKF)² - 0.00028826 (věk) Jackson a Pollock (1978) Ʃ4SKF (triceps, přední suprailiac, břicho, stehno) Sportovkyně (ženy), 18 29 let Db (g. cc)ª = 1.096095 0.0006952 (Ʃ4SKF) + 0.0000011 (Ʃ4SKF)² - 0.00000714 (věk) Jackson a kol. (1980) Ʃ3SKF (triceps + suprailiakální řasa, stehno) Ženy bíle řasy nebo ženy s anorexií, 18 55 let Db (g. cc)ª = 1.0994921 0.0009929 (Ʃ3SKF) + 0.0000023 (Ʃ3SKF)² - 0.0001392 (věk) Jackson a kol. (1980) Ʃ3SKF (hrudník, břicho, stehno) Muži bílé rasy, 18 61 Db (g. cc)ª = 1.109380 0.0008267 (Ʃ3SKF) + 0.0000016 (ƩSKF) 0.0002574 (věk) Jackson a Pollock (1978) Ʃ3SKF (břicho + stehno + triceps) Univerzitní sportovci bíle nebo černé rasy, 18 34 let % BF = 8.997 + 0.2468 (Ʃ3SKF) ( pohlaví ) 6.343 1.998 (rasa ) Evans a kol. (2005) Ʃ2SKF (triceps + lýtko) Chlapci černé nebo bíle rasy, 6-17 let Dívky černé nebo bílé rasy, 6-17 let % BF = 0.735 (Ʃ2SKF) + 1.0 % BF = 0.610 (Ʃ2SKF) + 5.1 Slaughter a kol. (1988) 24

ƩSKF = součet kožních řas ª používání populačně-specifickou konverzní rovnice na výpočet %BF (procent tělesného tuku) z hustoty (denzity) těla. = 0 (ženy) Sportovci (muži) = 1; sportovkyně Sportovci (černá rasa) = 1; sportovci (bílá rasa) = 0. Tabulka č. 3: predikční rovnice měření tloušťky kožních řas (Zdroj: Heyward, 2010). Níže se nachází tabulka č. 4, kde uvádíme predikční rovnice metody BIA podle (Segal a kol., 1998; Lohman, 1992; Houtkooper a kol., 1992, Fornetti a kol. 1999, Oppliger a kol., 1991 a Heyward, 2010). Populační podskupina %BF levelª Predikční rovnice Zdroje Americký indiáni, Černoši, Hispánci nebo muži bílé rasy, 17-62 let <20% BF FFM (Kg) = 0.00066360(ht²) 0.02117 (R) + 0.62854 (BM) 0.12380 (věk) + 9.33285 Segal a kol. (1988) 20% FFM (kg) = 0.00088580(ht²) 0.02999 (R) + 0.42688 (BM) 0.07002 (věk) + 14.52435 Americké indiánky, Černošky, Hispánky nebo ženy bílé rasy, 17-62 let <30% FFM (kg) = 0.000646(ht²) 0.014 (R) + 0.421 (BM) + 10.4 Segal a kol. (1988) 30% FFM (kg) = 0.00091186 (ht²) 0.01466 (R) + 0.29990 (BM) 0.07012 (věk) + 9.37938 Chlapci a děvčata bíle rasy, 8-15 let NA FFM (kg) = 0.62 (ht²/r) + 0.21 (BM) + 0.10 (X) + 4.2 Lohman (1992) 25

Chlapci a děvčata bíle rasy, 10-19 let NA FFM (kg) = 0.61 (ht²/r) + 0.25 (BM) + 1.31 Houtkooper a kol. (1992) Sportovkyně (ženy), 18 27 let NA FFM (kg) = 0.282(ht) + 0.415 (BM) 0.037 (R) + 0.096 (X) 9.734 Fornetti a kol. (1999) Sportovci (muži), 19 40 let NA FFM (kg) = 0.186 (ht²/r) + 0.701 (BM) + 1.949 Oppliger a kol. (1991) NA = neaplikovatelné ª pro klienty který jsou zřetelně štíhlý, používat <20% BF (muži) a <30% BF (ženy) rovnice. Pro klienty, kteří mají nadváhu, používat 20% BF )muži a 30% BF (ženy). Pro klienty, kteří nejsou zřetelně štíhlý nebo obézní, se vypočítá jejich FFM použitím obou rovnic a pak určením průměru dvou výpočtů FFM. %BF = procento tělesného tuku, FFM = tukuprostá hmota (kg), BM = hmotnost těla (kg), R = odpor (resistence) ( Ω), X = reaktance (Ω), ht = tělesná výška (cm). Tabulka č. 4: Vypočet predikční rovnice u metody BIA, (Zdroj: Heyward, 2010). 4.2 Metody jednou nepřímé (referenční) Ty představují laboratorní metody, které jsou náročné z důvodu vysokých nároků na odbornost obsluhy, technického vybavení, organizačních schopností a cenové relace. Používáme je tedy především jako referenční metody. Do laboratorních metod se především zařazuje denzitometrie, metoda DEXA, ADP, NIR a magnetická rezonance (Kutáč, 2009). Určují procentuální zastoupení tělesného tuku a tuku prosté hmoty Metody jednou nepřímo měří jinou veličinu než tuk, např.: o Tělesnou denzitu o Celkovou tělesnou vodu (TBW) apod., s použitím jednoho či více kvalitativních předpokladů (o vztahu mezi měřenou veličinou a množství tuku) vypočteme výslednou hodnotu. 26

4.2.1 Denzitometrie Denzitometrie využívá dvoukompononetový model pro specifikaci lidského těla, kdy jednotlivé složky mají různou denzitu (hustotu). Denzita tuku je konstantní hodnota (0,9 g/cm3) a hodnota tuku prosté hmoty je 1,1 g/cm3. Vztah vyjadřující podstatu denzitometrie: Tělesná hmota = denzita x objem (Kutáč, 2009). Podle Kutáče (2009) je v současné době známo, že u dětí, žen a starších lidí je hustota tuku prosté hmoty nižší než předpokládaných 1,1 g/cm3 a je vyšší například u černé rasy. Proto se postupně zpracovávali populačně specifické rovnice pro přepočet hustoty na relativní hodnoty podílu tuku v organismu. Tělesný tuk můžeme stanovit z celkové tělesné hustoty (D) pomocí různých rovnic. Riegerová a kol. (2006) uvádí některé z užívaných rovnic: Brožek (1963) % tělesného tuku = (4,57/D 4,412) x 100 Siri (1961) % tělesného tuku = (4,95/D 4,5) x 100 Lohman (1986) % tělesného tuku = (2,118/D 0,78 x W 1,354) x 100 % tělesného tuku = (6,386/D + 3,961 x m 6,090) x 100 (W = hustota vody (0,9937g/cc), m = kostní minerály) Přesto, že se denzitometrie považuje za vhodnou metodu pro vyhodnocování validity ostatních metod, může se objevovat chyba i mezi 3-4%. 4.2.2 DEXA (DualEnergy X- RayAbsorptiometry) Pokud bereme současnou dobu, tak můžeme říct, že se jedná o nejnovější metodu. V současné době se tato metoda považuje za jednu z nejpřesnějších metod určení tělesného složení. Je to spolehlivá metoda pro posuzování složení těla a stanovení hustoty kostí v souvislosti s možnou osteoporózou. Využívá rozdílné pohltivosti rentgenového paprsku o dvou pulsních hladinách měkkou tkání. Kostní metoda vychází z tříkomponentového modelu (1. Tuk, 2. měkká tkáň, 3. Kostní minerály), (Heywards, Wagner, 2004). Kutáč (2009) uvádí, že výslednou hmotnost je možné získat při sečtení kostí, měkké tkáně, tělesného tuku a vody. Často se tato metoda používá u obézních jedinců a základní získané parametry jsou hustota těla a hustota kostí. V minulosti se DEXA využívala hlavně u dětí a batolat (Brunton, Bayley & Atkinson, 1993, Picaud a kol., 1996). DEXA umožňuje pozorování minerální obsahu a hustoty kostní tkáně najednou. Touto metodou získáváme komplexní složení lidského těla a jednotlivých segmentů. Denzometrické metody které se 27

využívají dnes, dělí Kanis (1997) do dvou skupin: metoda neionizujícího záření (ultrazvuk) a metoda ionizujícího záření X-rays. Druhá uvedená skupina je považována za výhodnější z hlediska časových nároků a dosažení přesnějších výsledků ve srovnání s první skupinou. DEXA měření se provádí v stoji, nebo v lehu na břiše. Testovaný člověk musí být v naprostém klidu bez jakéhokoliv pohybu v průběhu celého procesu skenování. Skenování trvá asi 20-40 minut, které podtrhují obtížnost této metody pro testované osoby. Během měření, tělo testovaného je umístěno mezi zdrojem záření a snímačem skenování, který zaznamenává intenzitu paprsků procházejících skrz. Snímač je obvykle pohyblivým ramenem, které se pomalu pohybuje podél osy těla účastníka (Malá a kol., 2014). Celkový obraz lidského těla se skládá z jednotlivých obrazových bodů, pixelů a počítač zpracovává zastoupení jednotlivých složek pro každý obrázek zvlášť, to klade vysoké nároky na výpočetní techniku. Podíl odborného posouzení při určování jednotlivých částí těla, je také nenahraditelný. Počet obrazových bodů pro snímání lidského těla závisí na citlivosti každého zařízení a pohybuje mezi 10.000 až 20.000 pixelů. Více než polovinu ze všech pixelů reprezentuje kostní tkán. Výpočet tedy provádí každý pixel zvlášť, poté jsou jednotlivé komponenty (tuková hmota a svalové hmoty, kostní hmoty) určeny. Výsledky jsou konkrétní hodnoty jednotlivých parametrů, označující složení celého těla a jeho segmentů. Nejčastější hodnocení je samostatná pravá a levá strana těla spolu s hodnocením jednotlivých končetin (Malá a kol., 2014). DEXA představuje zlatý standard jednou nepřímých metod. Největší nevýhodou této metody je však velká cena a vystavení rentgenovému záření. (Riegerová a kol. 2006). DEXA stanovuje procento tělesného tuku v těle, ale nedokáže měřit tělesnou vodu. 4.2.3 Nukleární magnetická rezonance Tato metoda je založena na záznamu spektra protonů, které přecházejí přes tělesné tkáně. Charakteristiky rezonanční frekvenci z absorbovaných jader souvisí s typem tkáně. Počítačová analýza signálu se používá pro detailní snímky a objemy specifických tkání lze vypočítat (Mystkowski a kol., 2000). Nukleární magnetickou rezonanci (NMR) využíváme nejčastěji pro zjištění rozložení tukové tkáně. Metody stanovují plochu intra abdominálního tuku a subkutánního abdominálního tuku ve výši 4. až 5. bederního obratle. Nevýhody přístroje jsou, že jsou drahé a jejich nedostatečně dostupnosti se tyto metody 28

běžně nepoužívají pro zjištění distribuce tukové tkáně. Nesmíme zapomenout, že pacienti, při počítačový tomografii, jsou vystavení rentgenovým zářením (Hainer, 2011). 4.2.4 Metoda NIR Metoda NIR (Near infrared interactance) používá skenující monochromátor a sondu z optického vlákna pro měření absorpční a reflexní chemické vlastnosti tuku, vody a bílkovin. Způsob provedení je založen na absorpce světla a reflexi tělesné tkáně. Měření se provádí na dominantní paži testované osoby. Monochromátor nebo sonda z optických vláken je umístěna nad biceps dominantní paže testovaného a slabý paprsek skoro infračerveného světelného paprsku, který je vysílán, proniká do hloubky tkáně jednoho centimetru. Světlo prochází podkožním tukem a svalstvem. Energie se buď odráží zpět do sondy, absorbuje se, nebo je přenášena, v závislosti na rozptylu a absorpčních vlastnostech bicepsu. Detektor měří intenzitu znovu vyzařovaného světla, a to může být využito k výpočtu procent tělesného tuku (Lohman, 1992; Brooke-Wavell et al, 1995; McArdle et al, 2010). 4.2.5 Metoda ADP Air displacement Plethysmography (ADP), neboli metoda Pletysmografie hodnotí objem těla určením malé změny v tlaku získané prostřednictvím vzduchu vytěsněním, zatímco testovaná osoba sedí v uzavřené vzduchové komoře. Postup spočívá v měření skutečných změn tlaku s injekcí známého objemu vzduchu do uzavřené komory. Velký objem těla přemístí objem vzduchu v komoře a má za následek větší zvýšení tlaku. Postup odhadu hustoty celého těla s použitím této technologie je podobný jako podvodní vážení. Nicméně, k výhodám této metody oproti denzitometrii patří lepší přijatelnost testovaného a přesnost, zároveň se nepožaduje posouzení zbytkového objemu plic (Bienertova-Vasku, 2011). Níže jsou uvedeny tabulky, která řeší výhody a nevýhody jednotlivých metod měření tělesného složení člověka podle Armstrong and Welsman (1997) a Malá a kol., (2014). 4.3 Metody dvakrát nepřímé Tady řadíme metody, které jsou schopné transportu, a je možné provádět vyšetření v terénu. Jsou sice méně přesné, než laboratorní, ale jsou dostupnější, méně náročné na organizaci a vzdělání pracovníků a také jsou méně finančně náročné. 29

4.3.1 BMI (body mass index) Označovaný také jako Queteletův index, nebo index tělesné hmotnosti. Dnes nejpoužívanější index tělesného složení. Pomocí BMI zjišťujeme normální tělesnou hmotnost, podváhu, nadváhu a obezitu. Vypočítá se jako poměr hmotnosti v [kg] a druhé mocniny výšky v [m] (Nováková, 2009). Tento index vyjadřuje poměr tělesné hmotnosti k výšce postavy. Není ale příliš spolehlivé měřítko pro složení těla. Svalnatí lidé mají vysoké hodnoty BMI, což ale neznamená, že jsou obézní. Proto bychom měli při určování tělesného typu brát v úvahu kromě výšky a hmotnosti také určení procentuálního obsahu tuku v těle (Fialová, 2007). Index tělesné hmotnosti lze ale považovat za jednoduchý nástroj reflexe aktuálního stavu růstu dítěte. Hlavní nevýhodou této metody, je nespolehlivost při predikci míry zastoupení tuku v těle, kde BMI v mnohých případech selhává (Bunc, 2007; Seminigovský, 2006). Podle světové zdravotnické organizace jsou hodnoty BMI v rozmezí 18,5 24,9 kg/m 2. U vyšších hodnot se bavíme o nadváze a to při hodnotách 25 až 30 kg/m 2. Při nižších hodnotách hovoříme o podváze (Hainer, et al., 1997). Výhodou této metody je její jednoduchost a možnost porovnání s výsledky z celého světa. Problematické však může být využití tohoto indexu u dětské populace a u sportovců. Do poloviny 90. let minulého století nebyly určené standardy pro děti a mládež. Vítek (2008) uvádí, že i BMI ve fyziologickém rozmezí má přímý vztah ke zdravotním problémům. 58 % všech případů cukrovky a 21 % případů ischemické choroby srdeční je způsobeno tělesnou konstitucí odpovídající BMI nad 21 kg/m². Jednoznačně, ale nemůžeme říct, že člověk s vysokým BMI se musí řadit mezi rizikovou skupinu, která je ohrožena kardiovaskulárními chorobami nebo jinými nemocemi, které souvisí s nadváhou a obezitou. Níže se nachází tabulka č. 5 podle Semiginovského (2006) která ilustruje percentuálně množství BMI a s tým spojené zdravotní rizika. 30

BMI (kg/m 2 ) Interpretace nálezu Zdravotní rizika 18,5 24,9 normální rozmezí minimální 25,0 26,9 nadváha nízká 27 29,9 nadváha lehce zvýšená 30,0 34,9 obezita I. stupně vysoká 35,0 39,9 obezita II. stupně vysoká více než 40 obezita III. stupně velmi vysoká Tabulka č. 5: Zdravotní rizika podle kategorií BMI (Zdroj: Semiginovský, 2006) 4.3.2 Antropometrie Antropometrie slouží k odhadu tělesného složení díky antropometrickým rozměrům. Tyto rozměry jsou hlavně kosterní a obvodové míry. Používají se k tomu různé druhy kaliperů, mimo jiné také na měření tloušťky kožních řas (Kutáč, 2009). Antropometrické metody jsou založeny na měření délek segmentů lidského těla, tloušťky kožních řas, tělesné výšky, tělesné hmotnosti a jejich vztah. Výsledkem je následné hodnocení zdravotního rizika, odhad složení (tukové hmoty, tukuprosté hmoty) buď celého těla, nebo pouze jednotlivých segmentů. Předpokladem je vztah mezi obvodovými měřeními a tukovou a tukuprostou hmotou. Kosterní velikost je přímo úměrná svalové hmoty (Heyward & Wagner, 2004). Naopak, vztah mezi tělesnou výškou a tělesnou hmotností nemusí být v přímém vztahu k množství tukové hmoty. Pro odvození tělesného složení z antropometrických měření jsou použity predikční rovnice, které respektují tělesnou výšku a hmotnost, nebo jsou určeny pro určitou populaci s ohledem na pohlaví, věk, etnický původ, množství tukové hmoty, atd. Čím víc antropometrických proměnných zadáme do predikční rovnice, tím menší je chyba predikce parametru konečného složení těla. Antropometrické metody zahrnují také různé měřící techniky obvodových měření a měření hmotnosti jednotlivých segmentů, objemu segmentů, kožních řas, tělesné hmotnosti, tělesné výšky a výpočty dalších, v praxi používaných indexů. Mezi tyto indexy patří např. poměr pasu k bokům, Rohrerův Index, Kaupův Index, Brockův Index, Erismanův Index, F- Index a další (Malá a kol., 2014). Tyto techniky jsou sice levné, terénní a neinvazivní ale mají i mnoho nevýhod. Například (WHR) neumí přesně předpovědět vnitřní zásoby tuku a metoda BMI není schopná kvantifikovat tělesnou 31

tukovou hmotu (Armstrong & Welsman, 1997). Mezi další nevýhody těchto technik patří neschopnost indexů rozlišovat mezi tukovou a tukuprostou hmotou. K určení míry nadváhy a obezity je vhodné upřednostnit jiné metody, pokud jsou k dispozici nebo proveditelné. Výpočty jednotlivých Indexů se nachází v tabulce č. 3. Index Queteletův- Bouchardův Index Vypočet H. 10 / V Kaupův Index H. 1000 / V² Rohrerův Index H. 10 5 / V³ Pignet-Vervaek Index Erismanův Index Body mass index WHR (waist to hip ratio) (H+OH). 100 / V ½ V OH H / V² (v metrech) OP / OB Vysvětlivky: H hmotnost těla (v kg), V výška těla (v cm), OH obvod hrudníku, OP obvod pásu (v cm), OB obvod boků (v cm) Tabulka č. 6: Výpočty Indexů tělesného složení, (Zdroj: Malá a kol., 2014). 4.3.3 Kaliperace - odhad tělesného složení z kožních řas Jde o terénní metodu k posuzování tukové frakce tělesného složení. Na několika místech lidského těla je možné změřit tloušťku kožní řasy. Asi na 15 místech jsou mezinárodně stanoveny standardizované body a jsou přesně definované (Pařízková, 1962). Dle Pařízkové (1962) je odhad podílu tuku po změření tloušťky kožních řas založen na dvou bodech. Zvolená místa pro měření kožních řas Tloušťka podkoží je v konstantním poměru vůči celkovému množství tuku U nás se nejčastěji měří 10 kožních řas. K měření se používají měřidla kalipery, např. Bestův kaliper, Holtainův kaliper (Pařízková, 1962). Existují různé metody pro výpočet tělesného tuku, jako například: Metoda podle Pařízkové Metoda podle Matiegky 32

Pomocí těchto metod je snaha dosáhnout odstranění technických chyb při měření kaliperem, jako je různá stlačitelnost tělesné tkáně. Zkušenost měřícího a správná technika měřeni jsou důležitými podmínkami pro co nejpřesnější výsledky těchto metod. Měření kožních řas je jedním z nejlevnějších a nejúspornějších nepřímých metod měření složení těla, ale vyžaduje určité technické dovednosti. Odhad tělesného složení je uskutečněn na základě měření podkožního tuku pomocí kaliperu. Měření kožních řas je prováděno na konkrétních místech těla, jako je triceps, biceps, stehna, pod lopatkou, na kosti kyčelní, supraspinale, na břichu a lýtku. Pro odhad tělesného tuku mohou být změřeny 3-9 různých částí těla. Průměr dvou měření je často přijato, ale v případě, že dvě měření se od sebe značně liší, je nutné vykonat třetí měření a bere se střední hodnota. Podle konvence se obyčejně měří jenom pravá strana těla (Bienertova-Vasku, 2011). Existuje více metod kaliperace a kaliperů, které se liší místem měření a počtem měřených míst. Známe různé kalipery vyrobené buď z plastu nebo ze železa. Dle Heywarda (2010) mezi nejznámější kalipery patří: Holtainův kaliper, Harpenden, Skyndex, Slim guide, McGawův kaliper, Body kaliper, Ross adipometer, Lange Caliper, Lafayette apod. U těchto metod měření složení těla je důležité dosadit různé parametry do predikční rovnice. Jedná se o součet kožních řas (2, 3, 4 nebo 7, podle metody), o populačněspecifickou konverzní rovnici na výpočet %BF (procent tělesného tuku) z hustoty (denzity) těla, o věk, pohlaví, dále jestli se jedná o sportovce nebo nesportovce. Jak bylo uvedeno výše a v tabulce č. 3, při metodě měření tloušťky kožních řas využíváme predikční rovnici. Každý druh kaliperu má rozdílnou predikční rovnici. 4.3.4 Hydrostatické vážení Tato metoda byla použita zejména ve studiích, které řeší metabolická onemocnění (Chandalia a kol., 1999, Punjabi a kol., 2002). Největší využití této metody je v zámoří. Vážíme pod vodou na hydrostatické váze, která je sestrojena na principu židle z PVC (Heyward, Wagner, 2004). Clarková (2009) ve své publikace uvádí, že při podvodním vážení musí testovaná osoba vydechnout všechen vzduch z plic a poté je zvážena zcela ponořená v nádrži s vodou. Neměří se přímo tělesný tuk, nýbrž hustota těla. Riegerová a kol. (2006) uvádí, že hydrostatické vážení je rozdíl mezi hmotností těla na suchu a pod vodou, s korekcí na denzitu těla a teplotu vody v momentu vážení. Při podvodním vážení je tělo testované osoby nadlehčováno vzduchem, který se nachází v dýchacích cestách a v plicích, proto se vážení provádí v maximální exspiraci a výsledek 33