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Die bioelektrische Impedanz Analyse (BIA)

Die ernährungsmedizinische Bedeutung der Körperzusammensetzung und die BIA

Essay 2011 14 Seiten

Gesundheit - Ernährungswissenschaft

Leseprobe

Einleitung: Die Zusammensetzung des menschlichen Körpers

Die Bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) kommt zum Einsatz im Bereich der Ernährungswissenschaft, Ernährungsmedizin, Sportmedizin, Humanbiologie und zunehmend auch im Fitness- und Lifestylebereich, beispielsweise zur Gewichtsreduktion oder um den Muskelaufbau bei Sportlern festzustellen. Mit der BIA bestimmt der Arzt, Ernährungsberater oder Fitnesstrainer die Zusammensetzung des Körpers und erhält so Informationen über den Ernährungszustand eines Menschen. Die körperliche und geistige Leistungsfähigkeit, die Stoffwechseltätigkeiten und Immunabwehr des Menschen sind abhängig von seinem Ernährungszustand, also der aufgenommenen Nahrung sowie den darin enthaltenen Nährstoffen. Zusätzlich beeinflussen auch ernährungsunabhänige Faktoren wie zum Beispiel Krankheiten oder Medikamente den Ernährungszustand eines Menschen. Mangel- und Fehlernährung beeinträchtigen die Körperfunktionen und stellen besonders bei operativen Eingriffen oder Krankheiten eine ernsthafte Gefährdung des Patienten dar. Als Risikofaktor ist auch Übergewicht oder Adipositas zu sehen, denn damit hängen oft Herz-Kreislauf- sowie Stoffwechselerkrankungen zusammen. Eine Verbesserung des Ernährungszustandes führt daher oft zu weniger Komplikationen, zu einem verbesserten Gesundheitszustand und damit auch zu einer schnelleren Genesung von Krankheiten.

Die Körperkompartimente

Um die Körperzusammensetzung zu bestimmen, gibt es vielfältige Methoden. Grundlage jeder Methode ist die Einteilung des menschlichen Organismus in verschiedene Körperkompartimente. Diese Kompartimente stehen für die verschiedenen Gewebe und Flüssigkeiten des Körpers. Das Ein-Kompartiment-Modell betrachtet den Körper als Ganzes und misst daher allein das Körpergewicht. Das Zwei-Kompartiment-Modell teilt den Körper in Fett und fettfreie Masse ein. Das Drei-Kompartiment-Modell, das für die Bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) wichtig ist, unterscheidet zwischen Fett und fettfreier Masse. Die fettfreie Masse unterteilt dieses Modell zusätzlich in (Körper-)Zellmasse (BCM = body cell mass) und Extrazellulärmasse (ECM = extra cellular mass), so dass man insgesamt drei Kompartimente erhält. Das Vier-Kompartiment-Modell teilt den Körper folgendermaßen ein: Fett, Wasser, Protein (Eiweiß) und Knochenmineralien.

Methoden zur Erfassung des Ernährungszustandes

Die Grundlage zur Erfassung des Ernährungszustandes eines Menschen bildet die Anamnese, also die Erfassung der Krankheits-Vorgeschichte eines Patienten und dessen körperlicher Untersuchung. Da diese Kenngrößen jedoch subjektiv sind, also allein auf der Erinnerung des Patienten sowie auf der Einschätzung des Untersuchers beruhen, bergen diese Kenngrößen die Gefahr, ungenau zu sein. Deswegen nutzten Fachkräfte verschiedene objektive und damit genauere Messmethoden, um den Ernährungszustand zu beschreiben. Die objektiven Methoden lassen sich in direkte, indirekte und doppelt indirekte Methoden unterscheiden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die direkten Methoden sind nicht geeignet für eine Anwendung an lebenden Menschen. Die indirekten Methoden bieten eine relativ hohe Messgenauigkeit und sind unter den meisten Bedingungen in der klinischen Ernährungstherapie stabil und anwendbar. Als „Goldstandard“ gelten DEXA (Dual Energy X-ray Absorptiometry = Röntgenscan) und Hydrodensitometrie (Unterwasserwägung). Wie die anderen indirekten Methoden auch, sind diese jedoch sehr teuer, belasten in vielen Fällen den Patienten und können nicht bei allen Personen angewandt werden. Zudem kann man die Methoden stationär einsetzen, was bedeutet, da viele Messgeräte nicht transportabel und somit nicht für den Alltag einsetzbar sind. Doppelt indirekte Methoden, zu denen auch die BIA zählt, sind im Alltag dagegen leicht einsetzbar. Sie basieren auf einem statistischen Zusammenhang zwischen gemessenen Körperparametern und Daten aus wissenschaftlichen Untersuchungen, die durch direkte oder indirekte Methoden erhoben wurden. Diese Daten werden als Vergleichsdaten mit einbezogen, um so beispielsweise die Gesamtmenge an Körperfett zu bestimmen. Da eine doppelt indirekte Messung immer ungenauer ist als eine direkte oder indirekte Methode, sollte die Messung daher immer von ein und demselben Untersucher als Mehrfachbestimmung (in der Regel 3 Messungen) durchgeführt werden. So lassen sich Ungenauigkeiten weitestgehend verhindern oder zumindest verringern.

Was ist die Bioelektrische Impedanzanalyse?

Die Bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) ist heute eine relativ sichere, einfach durchführbare, preiswerte, nichtinvasive und gefahrlose Meßmethode zur Erfassung des Ernährungszustandes eines Menschen. Grundlage der BIA ist die Tatsache, dass die verschiedenen Gewebe- und Zellarten des menschlichen Körpers elektrischen Strom unterschiedlich gut leiten. Der italienische Physiker Luigi Aloisius Galvani (1737 - 1798)

erforschte 1786 als erster den Einfluss von elektrischem Strom auf Gewebsstrukturen. Jedoch erst 176 Jahre später begann die eigentliche Geschichte der BIA mit der genauen Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Wechselstromwiderstand und Flüssigkeiten im menschlichen Organismus. Dies erfolgte 1962 und 1963 durch Thomasset sowie 1969 durch Hoffer, Meador und Simpson. Die BIA konnte sich zu diesem Zeitpunkt allerdings noch nicht durchsetzen, da die Messungen noch mit einer 2-Elektroden-Meßtechnik an Testpersonen durchgeführt wurden. Ihnen wurden Stahlnadeln als Elektroden unter die Haut in Hand- und Fußrücken platziert, was das Wohlbefinden der Testteilnehmer erheblich beeinträchtigte und die Messungen negativ beeinflusste. Heutzutage wird eine angenehmere 4-Elektroden- Meßtechnik verwendet, bei der dünne Elektroden an Hand- und Fußrücken der Patienten geklebt werden, und diese somit nicht beeinträchtigen.

Der BIA liegt das Drei-Kompartiment-Modell (siehe auch vorheriges Kapitel) zugrunde.

Gemessen werden daher:

- Körperfett (BF = Bodyfat)
- und fettfreie Masse (LBM), die weiter unterteilt wird in extrazelluläre Körpermasse (ECM) und Körperzellmasse (BCM)
- zusätzlich wird auch noch das Gesamtkörperwasser (TBW = Total Body Water) bestimmt

Bei der BIA wird ein schwacher risikoloser Wechselstrom (meist 50 kHz und 800 µA) segmental , das bedeutet durch Arme, Beine und Rumpf, oder durch den gesamten Organismus mittels im Körperwasser gelöster Elektrolyte geleitet. Dadurch wird der Gesamtwiderstand, die sogenannte Impedanz, und die Phasenverschiebung gemessen. Skelett und Körperfett leiten den Wechselstrom nur wenig und weisen einen großen Widerstand, das heißt eine hohe Impedanz, auf. Das elektrolythaltige Körperwasser in der fettfreien Masse leitet dagegen den Wechselstrom gut. Dadurch weist die fettfreie Masse einen niedrigen Widerstand und eine niedrige Impedanz auf. Zellmembranen verhalten sich wie elektrische Kondensatoren, da sie dem Wechselstrom einen Widerstand entgegensetzen. Während der BIA wird der Strom hauptsächlich durch die Flüssigkeit der fettfreien Körpermasse geleitet. Durch die Verwendung von Regressionsgleichungen lässt sich unter anderem die fettfreie Körpermasse, das Gesamtkörperwasser und die Fettmasse berechnen.

Der Organismus besitzt Körperwasser mit enthaltenen Elektrolyten, wobei der Wechselstrom sowohl den extrazellulären als auch den intrazellulären Raum durchdringt1. Der Widerstand im extrazellulären Raum entspricht einem rein Ohm´schen Widerstand, da der Strom den Extrazellulärraum ungehindert passieren kann. Er wird als Resistanz (R) bezeichnet. Unter einem Ohm´schen Widerstand versteht man den elektrischen Widerstand im Gleichstromkreis, der genauso groß ist wie im Wechselstromkreis [16, 17]. Mit steigender Querschnittsfläche eines Körperteils sinkt die Resistanz. Folglich setzt sich der Gesamtkörperwiderstand mehr aus dem Wassergehalt der Extremitäten als aus dem des Rumpfes zusammen7. Die Resistanz ist umgekehrt proportional zum Gesamtkörperwasser6. Der Normalbereich der Resistanz beträgt bei Frauen 480 bis 580 Ohm und bei Männern 380 bis 480 Ohm14. Der Widerstand im intrazellulären Raum ist ebenfalls ein rein Ohm´scher Widerstand. Hinzu kommt ein auf die Zellmembran wirkender kapazitiver Widerstand, die Reaktanz (Xc)1. Unter einem kapazitiven Widerstand (Blindwiderstand) versteht man den Widerstand, den ein Kondensator dem Stromfluss aufgrund seiner begrenzten Kapazität entgegensetzt [16, 17]. Ursache des kapazitiven Widerstands sind die aus Lipiddoppelschichten aufgebauten Zellmembranen, die sich wie Minikondensatoren verhalten. Die Reaktanz ist abhängig von der interzellulären Matrix, der Zellmembrananzahl sowie den festen Geweben (zum Beispiel Knochen) und ist proportional zur Körperzellmasse.

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Details

Seiten
14
Jahr
2011
ISBN (eBook)
9783640852093
ISBN (Buch)
9783640852550
Dateigröße
443 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v168217
Note
Schlagworte
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Titel: Die bioelektrische Impedanz Analyse (BIA)