Körperfettmessung – so genau sind die Methoden

Körperfettmessung – so genau sind die Methoden

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.

 

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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