Körperfettmessung — so genau sind die Methoden

Körperfettmessung — so genau sind die Methoden
4.1
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In let­zter Zeit kom­men die Blo­gein­träge eher etwas spär­lich. Daher gibt es heute einen etwas län­geren Beitrag. Inter­es­sant ist er vor allem für all diejeni­gen, die mal genauer hin­ter die Bes­tim­mung des Kör­per­fet­tan­teils sehen wollen.

Viele die hier öfters lesen, wer­den ver­mut­lich schon ein- oder auch mehrmals ihren Kör­per­fet­tan­teil bes­timmt haben lassen. Wahrschein­lich waren ein paar über das Messergeb­nis erfreut, andere vielle­icht eher geschockt oder alarmiert. Die Frage ist, wie genau diese „Kör­per­fettmes­sung“ tat­säch­lich sind. „Messergeb­nisse“, bewusst in Anführungsze­ichen geset­zt, denn tat­säch­lich han­delt es sich bei den durchge­führten „Kör­per­fettmes­sun­gen“ nicht um tat­säch­lichen messen auf der Waage, son­dern um Vorher­sagen mit teils sehr starken Abwe­ichun­gen von den tat­säch­lichen Werten. Das Ganze ist ver­gle­ich­bar mit ein­er Wet­ter­vorher­sage, die wie viele schon selb­st erfahren haben nicht immer zu 100% kor­rekt ist. Die in der Prax­is durchge­führten Mes­sun­gen von Kör­per­fett sind lei­der noch nicht ein­mal annäh­ernd so genau wie der Wet­ter­bericht.

Daher geht es in diesem Post um die Schwierigkeit­en den Kör­per­fet­tan­teil zu bes­tim­men. Das trägt hof­fentlich dazu bei, dass die von der Mes­sung aus­ge­spuck­ten Zahlen nicht zu ein­er Depres­sion oder gar man­is­chen Phase führen.

  1. Welche Kör­per­fettmes­sung liefert genaues Ergeb­nis?
  2. Wie genau ist das 2‑Kom­po­nen­ten-Mod­ell zum Kör­per­fettmes­sung?
  3. Wie geht Kör­per­fett messen mit Unter­wasser­wiegen?
  4. Zwis­chen­faz­it
  5. Wie geht Kör­per­fettmes­sung mit dem 4‑Kom­po­nen­ten-Mod­ell?
  6. Die Mess­ge­nauigkeit von Unter­wasser­wiegen
  7. Wie genau ist die Kör­per­fettmes­sung mit der Bioelek­trische Imped­anz-Analyse?
  8. Warum es nicht die beste Meth­ode ist Kör­per­fett zu berech­nen
  9. Faz­it
  10.  

Welche Körperfettmessung liefert genaues Ergebnis?

Lei­der ist die einzig 100% kor­rekt Mes­sung am leben­den Men­schen nicht möglich, denn wirk­lich genau wird die Mes­sung erst, wenn man den Kör­p­er Stück für Stück auseinan­der­schnip­pelt und analysiert. Dann würde man seinen Kör­per­fet­tan­teil zwar genau wis­sen, hätte aber nichts mehr davon. Da man also den Kör­per­fet­tan­teil nicht direkt bes­tim­men kann, kom­men unter­schiedliche indi­rek­te Mess­meth­o­d­en zum Ein­satz, um den Kör­per­fet­tan­teil vorherzusagen. Gebräuch­lich ist dabei im Fit­ness­bere­ich die Kör­per­fettmes­sung mit­tels Haut­fal­tendicke, die Bioelek­trische Imped­anz Analyse (BIA) oder auch das Nahe-Infrarotmessen. In medi­zinis­chen Fakultäten und Kliniken kom­men auch aufwändi­gere Meth­o­d­en wie Unter­wasser­wiegen oder DEXA-Scans (Dual-Rönt­gen-Absorp­tiome­trie. Englisch: Dual Ener­gy X‑Ray Absorp­tiom­e­try, eine spez­i­fis­che Form des Rönt­gens) zum Ein­satz.
Egal welche der eben genan­nten Tech­niken zum Ein­satz kommt: Sie haben alle Mess­fehler. Einige der Tech­niken haben zwar eine größere Genauigkeit als andere, aber sog­ar die beste und teuer­ste Tech­nik liefert nur unge­naue Werte.

Um nachvol­lziehen zu kön­nen woher diese Unge­nauigkeit­en kom­men und wie groß diese tat­säch­lich sein kön­nen, müssen wir etwas tiefer in die Materie ein­steigen.

Wie genau ist das 2‑Komponenten-Modell zum Körperfettmessung?

Die meis­ten Meth­o­d­en zur Kör­per­fettmes­sung wie Haut­fal­ten­mes­sung und BIA basieren auf dem soge­nan­nten 2‑Kom­po­nen­ten-Mod­ell. Das bedeutet ganz ein­fach, dass unser Kör­p­er aufgeteilt wird in Fettmasse und fet­tfreie Masse. Hier liegt häu­fig ein Fehler den einige Per­so­n­en machen, wenn sie nach ein­er Mes­sung hören, dass ihre fet­tfreie Masse sound­so viel Kilo­gramm Gewicht beträgt: Sie nehmen an, dass es dabei sich um Muskeln han­delt. Tut es aber nicht, denn fet­tfreie Masse ist eben alles, was nicht Fett ist, also beispiel­sweise auch Knochen, innere Organe, Blut, unser Magen und Darmin­halt usw. Schon allein das Trinken von 2 Litern Wass­er erhöht daher kurzfristig das Gewicht und die fet­tfreie Kör­per­maße um 2 Kilo­gramm. Bleibt festzuhal­ten: Fet­tfreie Kör­per­maße ist nicht gle­ichbe­deu­tend mit Muskel­masse. Schauen wir jet­zt auf den soge­nan­nten Gold­stan­dart bei der 2‑Komponentenmessung dem hydro­sta­tis­chen Wiegen oder ein­fach nur Unter­wasser­wiegen.

Wie geht Körperfett messen mit Unterwasserwiegen?

Beim Unter­wasser­wiegen wird die zu messende Per­son nicht auf die Waage gestellt, son­dern voll­ständig unter Wass­er getaucht. Fet­tfreie Kör­per­maße ist dichter als Fettmasse und daher ver­drängt Fettmasse mehr Wass­er. Zusät­zlich hat Fett mehr Auftrieb als fet­tfreie Kör­per­maße. Durch messen von Wasserver­drän­gung und Auftrieb ist es daher möglich Rückschlüsse auf das Ver­hält­nis von Fett und fet­tfreier Kör­per­maße zu tre­f­fen.
Hört sich ein­fach­er an als es ist, denn in der Prax­is muss die Ver­suchsper­son bei Ein­tauchen in Wass­er so viel Luft wie möglich aus ihren Lun­gen ausat­men. Darüber hin­aus müssen sämtliche Luft­bläschen von der Haut abgewis­cht wer­den. Unge­nauigkeit­en ver­steck­en sich aber auch dann, wenn man diese Punk­te beachtet, denn es bleibt immer etwas Luft in den Lun­gen zurück und auch im Magen Darm­trakt kann noch Luft enthal­ten sein. Selb­st wenn auch noch diese Punk­te mitein­be­zo­gen wer­den, bleibt die größte Unge­nauigkeit, näm­lich die Berech­nung der Dichte mith­il­fe ein­er Formel. In dieser Formel wird angenom­men, dass fet­tfreie Kör­per­maße eine bes­timmte Dichte hat. Hat sie auch, allerd­ings abhängig von der eth­nis­chen Herkun­ft. So haben Schwarze eine andere Dichte als Chi­ne­sen oder Weiße kauka­sis­ch­er Herkun­ft. Okay, dann muss man eben nur die richtige Formel für die richtige Rasse ver­wen­den, richtig? Falsch, denn bei dieser Meth­ode kann Gewicht­szu­nahme oder Abnahme oder eine Ver­schiebung im Flüs­sigkeit­shaushalt, Ein­fluss auf die Dichte und somit das Messergeb­nis haben.

Zwischenfazit

Selb­st der oft genan­nte Gold­stan­dart der Fettmes­sung hat seine Unge­nauigkeit­en. Fragt sich nur wie unge­nau? Um diese Frage zu beant­worten lohnt ein Blick auf andere Meth­o­d­en, wie das 4‑Kom­po­nen­ten-Mod­ell.

Wie geht Körperfettmessung mit dem 4‑Komponenten-Modell?

Wie der Name schon sagt, wird beim 4‑Komponentenmodell der Kör­p­er in 4 ver­schiede­nen Kom­po­nen­ten eingeteilt: Min­er­alien, Wass­er, Fett, Pro­tein. Dieses Mod­ell hat den Vorteil, dass die Mes­sun­ge­nauigkeit­en auf­grund der Dicht­eschätzung ver­mieden wer­den. Um diese 4 Kom­po­nen­ten zu bes­tim­men wird der Kör­p­er sowohl hydro­sta­tisch gewogen und zusät­zlich kommt eine DEXA-Mes­sung zur Bes­tim­mung der Min­er­alien (sprich Knochen) und eine Tech­nik Namens Deu­teri­um Dilu­tion zum Ein­satz bei der das Gesamtkör­per­wass­er bes­timmt wird. Genauer als mit diesem extrem hohen tech­nis­chen Aufwand wird die Mes­sung beim leben­den Men­schen nicht mehr. Ver­gle­ichen wir jet­zt das Unter­wasser­wiegen mit dem 4‑Komponentenmodell.

Die Messgenauigkeit von Unterwasserwiegen

Jet­zt begin­nt die Sache kom­pliziert zu wer­den, denn jet­zt müssen wir zwis­chen durch­schnit­tlichem und indi­vidu­ellem Mess­fehler unter­schei­den. Hier eine kurze Erk­lärung: Wenn ich bei ein­er Zielscheibe ein­mal rechts 10 cm vor­beis­chieße und ein­mal links 10 cm, dann habe ich im Durch­schnitt voll ins Schwarze getrof­fen. So ver­hält es sich auch beim Unter­wasser­wiegen, denn die indi­vidu­elle Fehlein­schätzung kann bis zu 5% betra­gen. Konkret bedeutet das, dass wenn jemand mit­tels Unter­wasser­wiegen getestet wird und einen Mess­wert von 20 Prozent erhält kann der tat­säch­liche Kör­per­fet­tan­teil 15 oder 25 Prozent betra­gen. Eine doch recht große Spanne.
Prob­lema­tisch wird es auch, wenn man die Verän­derung des Kör­per­fet­tan­teils durch eine Diät messen möchte, denn wie oben bere­its beschrieben, kann sich durch eine Diät die Dichte der fet­tfreien Masse ändern.

In ein­er Studie wurde die Verän­derung des Kör­per­fet­tan­teils mit Unter­wass­er Waage gemessen und mit den Zahlen des 4‑Komponentenmodells ver­glichen. Das Ergeb­nis war, dass bei den meis­ten die gemesse­nen Werte des Unter­wasser­wiegens zwar einiger­maßen genau sind, indi­vidu­ell es aber vorkom­men kann, dass sich beim Unter­wasser­wiegen über­haupt kein Unter­schied zeigt, die Per­son in Real­ität aber 10% Kör­per­fett ver­loren hat­te. Das bedeutet konkret, dass die Werte der Messergeb­nisse teil­weise nichts mit der Real­ität zu tun haben und auch Verän­derun­gen nicht angezeigt wer­den.
Trau­rig ist dabei, dass es die anderen Mess­meth­o­d­en noch schlechtere Werte liefern.

Wie genau ist die Körperfettmessung mit der Bioelektrische Impedanz-Analyse?

Zunächst ein­mal han­delt sich bei der BIA um die schnell­ste und am leicht­esten anzuwen­dende Meth­ode, um den Kör­per­fet­tan­teil zu berech­nen. Die leichte Hand­habung geht allerd­ings stark zu Kosten der Genauigkeit wie wir in den weit­eren Abschnit­ten sehen wer­den.

Bioelek­trische Imped­anzmes­sung bedeutet zunächst ein­mal, dass ein leichter Strom­fluss durch den Kör­p­er gesendet wird. Fet­tfreie Masse beste­ht zum Großteil aus Wass­er, während Fettgewebe um einiges weniger Wass­er enthält. Durch den unter­schiedlichen Wasser­an­teil haben die ver­schiede­nen Kör­pergewebe auch einen unter­schiedlich hohen elek­trischen Wider­stand. Dadurch ist es the­o­retisch möglich den Kör­per­fet­tan­teil auf­grund der Höhe des Wider­stands (Imped­anz) zu berech­nen.

The­o­retisch, denn was sich in der The­o­rie gut anhört, hat in der Prax­is einige Schwächen. Zunächst ein­mal die banalen Punk­te.

Erstens: Strom fol­gt dem Weg des ger­ing­sten Wider­stands durch den Kör­p­er. So kann es sein, dass viel Fett im Unter­haut­fettgewebe gar nicht gemessen wird, weil der Großteil des Stroms durch die weit­er innen liegen­den Gewebe fließt.

Zweit­ens: Wie ich im Post zum hydro­sta­tis­chen Wiegen beschrieben hat­te, wird durch den Flüs­sigkeit­shaushalt des Kör­pers die Mes­sung verän­dert. Dieser Effekt ist bei der BIA noch um einiges stärk­er aus­geprägt. Es gibt zwar einige BIA-Mod­elle, die ver­suchen dieses Prob­lem dadurch zu lösen, dass unter­schiedliche Strom­fre­quen­zen durch den Kör­p­er geschickt wer­den, um zwis­chen Wass­er inner­halb und außer­halb von Kör­perzellen unter­schei­den zu kön­nen, aber das zuerst genan­nte Prob­lem des ger­ing­sten Wider­standes bleibt trotz­dem beste­hen.

Drit­tens: Die gün­sti­gen Geräte für den Heimge­brauch messen einen Teil des Kör­pers über­haupt nicht. So tritt bei den üblichen Waa­gen der Strom durch ein Bein ein und ver­lässt den Kör­p­er wieder am anderen Bein, der kom­plette Oberkör­p­er wird jedoch nicht gemessen. Bei den Handgeräten ver­hält es sich natür­lich genau­so nur umgekehrt.

Befür­worter der BIA wer­den jet­zt ein­wen­den, dass es ja auch Geräte gibt, die den Strom durch den gesamten Kör­p­er schick­en. Stimmt, allerd­ings gibt es noch weit­ere Prob­leme mit der BIA-Meth­ode.

Warum es nicht die beste Methode ist Körperfett zu berechnen

Das wohl größte Prob­lem aller BIA ist, dass es sich um eine Schätzung han­delt die wiederum auf ein­er Schätzung basiert. Zur Erk­lärung: Wie oben schon beschrieben wurde, ist selb­st das Unter­wasser­wiegen alles andere als exakt, son­dern liefert ab und zu ziem­liche Abwe­ichun­gen von bis zu 6 Prozent. Wenn ein Her­steller ein BIA-Mess­gerät entwick­elt geht er fol­gen­der­maßen vor: Es wird eine größere Menge Per­so­n­en mit ein­er Ref­erenzme­htode, in den meis­ten Fällen Unter­wasser­wiegen, ver­messen. Anschließend wird eine Formel (meist mit Vari­ablen wie Größe, Geschlecht, etc. verse­hen) entwick­elt mit deren Hil­fe das BIA-Gerät seine eige­nen Messergeb­nisse so umrech­net, dass sie den Ergeb­nis­sen der Ref­erenzmeth­ode unge­fähr entsprechen. Die entwick­elte Formel soll also dafür sor­gen, dass bei der BIA die gle­ichen Ergeb­nisse her­auskom­men als wenn die Ref­erenzmeth­ode (meist Unter­wasser­wiegen) angewen­det würde.

Das Prob­lem bei dieser Mess­form ist jet­zt, dass es sich um eine Formel han­delt, die auf ein­er Mes­sung beruht, die mit Fehlern behaftet ist. Da die entwick­elte Formel auch Unge­nauigkeit­en enthal­ten kann, ver­größert sich bei der BIA-Meth­ode der Mess­fehler natür­lich noch weit­er.

Wie groß der Mess­fehler wer­den kann?

Ziem­lich groß wie sich aus ein­er Studie ergibt bei der die BIA mit dem im let­zten Artikel ange­sproch­enen 4‑Komponentenmodell ver­glichen wurde.

An der Studie nah­men 50 Per­so­n­en teil. Die y‑Achse der Abbil­dung zeigt Anzahl der Per­so­n­en mit dem entsprechen­den Messergeb­nis. Die x‑Achse zeigt um wie viel Kilo­gramm Kör­per­fett sich die BIA vom 4‑Komponentenmodell unter­schied. Wie auf der Abbil­dung zu erken­nen ist, befind­en sich die meis­ten Messpunk­te im pos­i­tiv­en Bere­ich, sprich die BIA unter­schätzt bei den meis­ten den realen Kör­per­fet­tan­teil. Sehr schön zu erken­nen ist, dass bei 12 Per­so­n­en der Mess­fehler bei 4 Kilo­gramm Gewicht und mehr liegt.

Bei den Unter­sucht­en han­delte es sich meines Wis­sens nach um Nicht­sportler. Aber es gibt auch eine Studie mit Body­buildern. Bei dieser Studie wurde ver­schiedene Mess­meth­o­d­en für Kör­per­fett mit dem 4‑Komponentenmodell verteilt. In diesem Bespiel küm­mern wir uns ja nur um die Bioelek­trische Imped­anz Analyse, daher ist auch nur der BIA-Balken inter­es­sant. Dieser sagt aus, dass die BIA um bis zu 8% von den Ergeb­nis­sen der 4‑Komponentenmessung abwe­icht. Wenn man sich die Grafik genau anschaut sieht man auch, dass die BIA am meis­ten in bei­de Rich­tun­gen streut.

Wahrschein­lich wer­den jet­zt einige ein­wen­den, dass die Unge­nauigkeit­en der BIA-Mes­sung zwar ärg­er­lich seien, aber man die Meth­ode doch trotz­dem ein­set­zen kön­nte um zu sehen in wieweit sich die Werte verän­dern. Klingt ja auch logisch und wäre eine gute Idee, wenn die BIA tat­säch­lich die Verän­derung des Kör­per­fet­tan­teils während ein­er Diät ver­lässlich anzeigen würde. Tut sie aber lei­der nicht. Hier noch mal eine Grafik aus der Studie mit den Body­buildern. Wie schon bei der ersten Abbil­dung zu dieser Studie zeigt sich, dass die BIA die größte Abwe­ichung hat. Über die Zeit hin­weg kann die Fehler­rate bis zu 8 Prozent betra­gen. Dies bedeutet beispiel­sweise, dass jemand 4 Prozent Kör­per­fett abn­immt, die BIA-Mes­sung jedoch anzeigt, dass er 4 Prozent zugenom­men hat. All dies wohlge­merkt bei kor­rek­ter Anwen­dung aller Messvorschriften.

Auch die oben ange­sproch­ene Studie mit den 50 Per­so­n­en zeigt bei einem Gewichtsver­lust das gle­iche Bild: Die meis­ten Per­so­n­en haben mehr Fett ver­loren, als die BIA-Mes­sung anzeigt (x‑Achse zeigt Unter­schied zum 4‑Komponentenmodell). Ein paar haben sog­ar mehr als 5 Kilo­gramm mehr ver­loren, als mit BIA gemessen wurde. Die Tat­sache, dass der Fet­tab­bau von der BIA-Mes­sung bei den meis­ten Per­so­n­en unter­schätzt wird ist wie schon oben besprochen, dass der Strom den Weg des ger­ing­sten Wider­standes geht und nur einen Teil des Kör­per­fetts über­haupt misst.

Fazit

Messen mit der BIA liefert nur ein sehr unge­naues Messergeb­nis, das nicht über­be­w­ertet wer­den sollte. Vor allem während ein­er Diät sollte man sich nicht auf die Verän­derung der BIA-Messergeb­nisse konzen­tri­eren, son­dern lieber Umfangs­dat­en oder den Spiegel benutzen.

 

Bilder: https://weightology.net/the-pitfalls-of-bodyfat-measurement-part-4-bioelectrical-impedance-bia/

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