Verschiedene Messmethoden

Was hat Bodybuilding mit Zahlen zu tun? So einiges. Zwar wurde zum Glück noch kein Mr. Olympia durch das Ergebnis einer Körperfettwaage gekürt, jedoch bieten verschiedene Methoden der Körperanalyse nützliche Informationen über den Trainingszustand und die Körperzusammensetzung. Dabei sind die unterschiedlichen Methoden weder gleichermaßen exakt, noch ähnlich praktikabel und haben daher individuelle Vor –und Nachteile.

Die Navy–Methode

Für die Berechnung des Körperfettanteils mit der Navy-Methode benötigst du nur ein Maßband und die definierte Formel. Männer nehmen dabei ihre Körperfänge an Hals, sowie am Bauch und messen ihre Körpergröße. Frauen benötigen zusätzlich den Hüftumfang und setzen die Werte in Zentimetern in die Formel ein:

Männer: KFA = 86.010*LOG(Bauch – Nacken) – 70.041*LOG(Größe) + 30.30

Frauen: KFA = 163.205*LOG(Bauch + Hüfte – Nacken) – 97.684*LOG(Größe) – 104.912

Wer in Mathe nicht so gut aufgepasst hat, findet in verschiedenen online Rechnern Hilfe.

 Vorteile der Navy-Methode:

Die Methode ist sehr einfach durchzuführen und dauert nur wenige Minuten. Die Messung kann unabhängig von verschiedenen Einflussfaktoren wie tagesaktueller Ernährungsstatus oder Tageszeit erfolgen und beliebig oft wiederholt werden.

Nachteile der Navy-Methode:

Für eine präzise Messung müssen die Körperstellen jedes Mal exakt gemessen werden. Das erfordert Übung und bestenfalls eine weitere Person zur Hilfe. Auch bei sorgfältiger Durchführung ist die Messung nur mäßig genau.

Qualitätskriterien der Navy-Methode:

Ein Maßband ist ein reliables und valides Testinstrument. Die Objektivität wird jedoch durch dessen Handhabung eventuell gemindert, sodass verschiedene Untersucher zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen können. Daher sollte stets dieselbe geübte Person die Messung an dir durchführen. Das amerikanische Departement of Defence gibt für die Methode eine Genauigkeit von 1 Prozent Abweichung an. Wie wir noch sehen werden, ist eine „optimistische“ Einschätzung. Die Methode ähnelt in ihrer Genauigkeit eher der BIA-Messung.

Sie ist daher nicht besonders genau. Im direkten Vergleich ergeben Navy-Methode und BIA-Messung ähnliche Werte für den Körperfettanteil, die Navy-Methode überschätzt jedoch den Muskelanteil stark.

BIA

Die bioelektirsche Impedanzanalyse oder kurz BIA ist die Methode, die in den gängigen „Körperfettwaagen“ angewandt wird. Dabei fließt ein Wechselstrom durch den Körper, der dabei den körpereigenen Widerstand erfassen kann. Dafür werden Elektroden an den Körper angelegt, gehalten oder aufgeklebt. Da verschiedene Gewebe unterschiedlich gut elektrischen Strom leiten, also verschiedene Widerstände haben, können dadurch Rückschlüsse auf die Körperzusammensetzung gezogen werden.

Die fettfreie Masse besteht zu großen Teilen aus Wasser, welches eine gute Leitfähigkeit und geringen Widerstand besitzt. Ein geringerer Wiederstand wird somit als erhöhte Muskelmasse interpretiert. Fettgewebe wirkt isolierend und weißt daher einen hohen elektrischen Widerstand auf. Eine geringe Leitfähigkeit steht somit für einen größeren Anteil an Fettmasse. Die Gesamtfettmasse wird daher nicht gemessen sondern über den Wassergehalt berechnet.

Vorteile der BIA-Messung:

Die BIA-Messung ist einfach und praktisch anwendbar. Sie gibt neben den Werten zur Körperzusammensetzung auch Auskunft über den Phasenwinkel (siehe unten). Die Messung ist unbedenklich, unabhängig von der untersuchenden Person und liefert schnelle Ergebnisse.

Nachteile der BIA-Messung:

Die Messung ist anfällig für Störfaktoren, wie einen zum Beispiel ein veränderter Wasserhaushalt. Eine verbesserte Hydration würde als eine geringere Fettmasse, sowie erhöhte Muskelmasse interpretiert werden und somit das Ergebnis verfälschen. Ein Glas Wasser vor der Messung und kannst anschließend direkt auf die Bühne… Die Ungenauigkeit der BIA-Messung kann also so manchem Studiobesucher den Tag verderben. Tatsächlich konnte eine Studie von Lichtenbelt und Kollegen (2004) Abweichungen von 8 Prozent zum tatsächlichen Körperfettanteil nachweisen. Acht Prozent sind bei manchen Wettkampfathleten der Unterschied zwischen tiefster Massephase und Bühnenform. Kritiker der BIA-Methode heben hervor, die BIA sei nicht nur ungenau, sondern jedes Mal auf eine andere Art und Weise ungenau.

Einige Geräte differenzieren weiterhin zwischen der Zusammensetzung einzelner Gliedmaßen, sowie zwischen subkutanem und viszeralem Fettgewebe. Aufgrund der schwankenden Genauigkeit, vor allem bei günstigen Modellen, ist diese Unterscheidung jedoch häufig nicht sinnvoll. Im Falle des Viszeralfetts werden Rückschlüsse durch die Gesamtfettmasse gezogen, statt dieses zu messen und kann daher irreführend sein.

Qualitätskriterien der BIA-Messung:

Eine aussagekräftige BIA-Messung sollte stets mit demselben Gerät, unter vergleichbaren Bedingungen, wie Tageszeit oder Ernährungsstatus stattfinden. Die Verwendung mehrerer Elektroden kann die Genauigkeit erhöhen. Diese sollten jedoch an standardisierten Körperstellen angebracht werden. Messgeräte, die nur den Wiederstand in den Armen oder nur in den Beinen messen, sind nicht zu empfehlen. Modelle, die die BIA mit einer Körperwaage kombinieren, beziehen häufig fälschlicherweise eine zu hohe Gewichtung des Körpergewichts  in die Berechnung mit ein und führen zu einer Fehlinterpretation.

Calipometrie

Die Fettmessung mittels einer Fettzange oder Caliper ist eine einfache Methode den Körperfettanteil zu bestimmen. Hierfür benötigt man einen Caliper, der die Dicke der Hautfalten an drei, vier, sieben oder neun Körperstellen misst. Je nach Methode werden verschiedene Formeln zur Berechnung herangezogen, die die Summe der Hautfaltendicke in Milimetern miteinbezieht. Die Werte der einzelnen Hautfalten werden in die jeweilige Formel eingesetzt und das Ergebnis in Vergleichstabellen abgelesen. Die Formel und Methode sollte in Abhängigkeit des Geschlechts und des Alters ausgewählt werden, um aussagekräftig zu sein.

Vorteile der Caliper-Messung:

Die Calipometrie ist eine Messmethode mit vergleichsweise geringem apparativem Aufwand und daher sehr praktikabel. Die Messung ist dabei leicht verständlich und zeigt gute Resistenz gegen kurzfristige Einflussfaktoren wie den tagesaktuellen Ernährungs- und Hydrationsstatus.

Nachteile der Caliper-Messung:

Die Hautfaltenmessung mit dem Caliper bedarf etwas Übung, um genaue und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. Daher sollte die untersuchende Person im Umgang geschult sein. Je nach verwendeter Formel und zu messender Körperstellen, benötigt man eine weitere Person für die Messung. Die Calipometrie ist weiterhin eine reine Fettmessung und lässt keine Rückschlüsse auf Muskelmasse, Körperwasser oder ähnliches zu.

Da nur das subkutane und nicht das viszerale Fett gemessen wird, kann der errechnete Körperfettgehalt vom tatsächlichen Gesamtkörperfett abweichen. Wie auch bei der BIA-Messung, wird auch mit einem Caliper das Gesamtfett nicht gemessen, sondern vorhergesagt. In Studien wurden deswegen bereits Abweichungen von -15 bis +10 Prozent Körperfett bei der 3-Faltenmethode nachgewiesen.

Weiterhin können die Dichte der Hautfalten und damit deren Dicke bei gleichbleibendem Druck über einen Zeitraum hinweg variieren und vermindert daher weiterhin die Reproduzierbarkeit. Größter Nachteil der Hautfaltenmethode ist allerdings, dass die herangezogenen Vergleichstabellen mit anderen Methoden der Körperfettmessung erstellt wurden und daher auch nur eine Näherung darstellen. Das bedeutet dass selbst wenn die Calipometrie perfekt genau wäre, das Ergebnis immer noch nicht sicher ist. Die Calipometrie ist daher ein praxistaugliches Tool, um sichtbares Fett zu quantifizieren.

Qualitätskriterien der Caliper-Messung:

Wie die BIA-Messung muss auch die Calipometrie unter möglichst gleichbleibenden Bedingungen wiederholt werden, um vergleichbar zu sein. Aufgrund der geringen inter-subjekt-Reliabilität sollte die Messung nach Möglichkeit durch denselben Untersucher erfolgen. Für die Messung ist ein standardisierter Caliper erforderlich – eine Rohrzange mit Millimetermaß ist nicht ausreichend.

Volumen-Messverfahren

Hierzu gehören hydrostatisches Wiegen und die Luftverdrängungsplethysmographie. Beide Methoden berechnen den Körperfettgehalt durch die Messung des Körpervolumens. Dabei wird entweder de Menge des verdrängten Wassers oder der verdrängten Luft gemessen. Genauer gesagt entspricht die Messung dem archimedischen Prinzip, dass ein Körpervolumen der Menge an verdrängtem Wasser, beziehungsweise Luft entspricht. Aus dem so ermittelten Volumen und der dem gemessenen Körpergewicht können Rückschlüsse über die Körperdichte und damit den Anteil des Körperfetts gezogen werden.

Vorteile der Volumen-Messverfahren:

Beide Methoden sind medizinisch validiert und finden dort Anwendung. Vor allem die Luftverdrängungsplethysmographie ist dabei leichter und schneller durchzuführen. Beide Verfahren sind dabei sehr objektiv. Das bedeutet, die Qualität der Ergebnisse hängt nur wenig von der untersuchenden Person ab. Die Messung der Körperdichte ist vor allem bei einem BMI im Normalbereich präzise -Heureka!

Nachteile der Volumen-Messverfahren:

Leider ist die Genauigkeit der Methoden trotz guter Näherungen immer noch ungenau. So konnten Studien Abweichungen von durchschnittlich 6,8 Proezent vom tatsächlichen Körperfettgehalt zeigen. Dies liegt vor allem an der Ungenauigkeit, die das Verfahren bei sehr geringem oder sehr hohem BMI aufweist. Gerade für Bodybuilder, die nun nicht gerade dafür bekannt sind, sich für die Referenztabelle des BMI abbilden zu lassen, scheint vor allem die Luftverdrängungsplethysmographie wenig geeignet zu sein. Weiterhin sind die durchschnittlichen Abweichungen für eine präzise Auskunft über die Körperzusammensetzung generell zu hoch. Vor allem über Luftverdrängung ergeben sich eher zu hohe Körperfettwerte, was die Messung wahrscheinlich noch etwas unliebsamer macht.

Im direkten Vergleich ist die Luftverdrängungsplethysmographie bei normalgewichtigen Erwachsenen etwas genauer als das hydrostatische Wiegen. Beide Methoden sind aufgrund des hohen apparativen Aufwands ohnehin nicht regelmäßig durchführbar.

Gütekriterien der Volumen-Messverfahren:

Die Messungen sind weitestgehend frei von Störfaktoren und haben daher eine gute Objektivität. Angesichts der Fehlerquote ist jedoch die Reliabilität der Messung eingeschränkt. Das bedeutet im Klartext, die Messung liefert ähnlich wie die BIA- oder die Calipermessung keine 100 Prozent verlässlichen Werte. Durch die Objektivität ist jedoch die Wiederholbarkeit der Messung in höherem Maße gegeben und eignet sich damit zumindest theoretisch eher für Verlaufskontrollen. Bei Luftverdrängungsplethysmographie solltest du allerdings weder seit mehreren Jahren in der Massephase, noch direkt in Wettkampfform sein.

Der DXA -Scan

Häufig aufgrund leichterer Aussprache im mitteleuropäischen Raum: DEXA-Scan genannt steht für Dual (Energy) X-Ray Absorptiometry. Wie der Name vermuten lässt, handelt es sich um eine Röntgenaufnahme des Körpergewebes, die ursprünglich zur Messung von Knochendichte herangezogen wurde. Über den Körperscan kann neben dem Knochenmineralgehalt auch die Körperfettmenge, Muskelmasse und sonstige Körpermassen ermittelt werden.

Vorteile des DEXA-Scans:

Der DEXA–Scan gilt als sehr genau und gibt ähnlich wie BIA- und die Volumen-Messverfahren neben dem Körperfettgehalt auch Auskünfte über weitere Körpergewebe. Eine Studie von Bilsborough und Kollegen aus dem Jahr 2014 zeigte vor allem für die Knochendichtemessung und Bindegewebsmasse sehr gute Genauigkeit, aber auch für die Fettmasse und den Körperfettanteil eine akzeptable Genauigkeit zwischen 2,5 und 6 Prozent Abweichung je nach Röntgenmethode. Eine Studie an Mäusen von Nagy und Kollegen fand ebenso Abweichungen von lediglich 2,2 Prozent bei der Messung der Fettmasse, auch wenn andere Messparameter mit dem DEXA-Scan noch genauer gemessen werden konnten.

Übrigens, bevor einige bei dem Wort Maus bereits abgeschaltet haben: Eine Tierstudie ist in diesem Fall sogar aussagekräftiger als eine Studie am Menschen, da man, sagen wir einmal, nach der Messung genauer hinschauen konnte, als es bei Humanstudien der Fall ist.

Ein weiterer Vorteil ist, dass einzelnen Körperteile auch separat gemessen und interpretiert werden könnten. Aufgrund dessen, sowie durch die hohe Test-Retest-Reliabilität eignet sich der DEXA-Scan sehr gut, um Verlaufskontrollen durchzuführen. Weiterhin ist ein DEXA-Scan mittlerweile auch für den nicht-medizinischen Bereich erschwinglich und erfordert keinen Versicherungsbetrug über eine selbstdiagnostizierte Osteoporose.

Nachteile des DEXA-Scans:

Die Wahrheit ist wie immer leider komplizierter. Denn auch der DEXA-Scan ist nicht fehlerfrei. Eine Studie an Elite-Judoka (2010), deren Gewichtserlauf ermittelt werden sollte, kam zu dem Schluss, dass die Fettmasse, sowie der Körperfettanteil im Verlauf einer Gewichtsreduktion nicht ausreichend genau ermittelt werden konnten. So seien zwar durchschnittliche Werte einer Gruppe vergleichsweise genau, für individuelle Betrachtungen seien aufgrund erhöhter Fehlerquote aber größere Differenzen nötig, um einen Unterschied sicher festzustellen.

Das könnte daran liegen, dass der DEXA-Scan in dieser Studie einen Trend zum Mittelwert zeigt und am unteren Ende des Körperfettanteils diesen eher überschätzt, wogegen er am oberen Ende diesen leicht unterschätzt.

Hinzu kommt, dass die wenigsten ein entsprechendes Röntgengerät im Keller stehen haben und der Messaufwand damit deutlich ansteigt. Zwar sind die Kosten wie gesagt mittlerweile tragbar, ob Sie die Erkenntnis des wahrscheinlich bis auf 2 Prozent genauen Körperfettanteils Wert sind, muss jeder für sich selbst beantworten. Die aufgewandte Strahlenbelastung wird zwar als unbedenklich angegeben, Kinder, Jugendliche und Schwangere dürfen sich allerdings keinem DEXA-Scan unterziehen. Im Zweifelsfall solltest du deinen Aluhut nicht vergessen!

Gütekriterien des DEXA-Scans:

Der DEXA-Scan ist gut reproduzierbar und objektiv. Die Genauigkeit ist im Vergleich zu allen anderen Methoden sehr genau. Dagegen lässt sich die Messung nur in radiologischen Praxen oder Forschungseinrichtungen durchführen, was die Anwendbarkeit minimiert. Dennoch kann ein geschulter Untersucher mit einem DEXA-Scan eine ordentlich genaue Aussage über die Körperzusammensetzung treffen.

Das 4-Kompartiment-Modell

Wer sich bisher beim Lesen gefragt hat, wie bei den Messverfahren die ermittelten Werte auf Genauigkeit überprüft werden konnten, wenn sie doch allesamt fehleranfällig zu sein scheinen, der erhält jetzt seine Antwort. Mit Ausnahme der Tierstudie werden die Messverfahren in der Regel mit dem 4-Kompartiment-Modell verglichen, das häufig als der Goldstandard der Körperanalyse betrachtet wird. Der Begriff Kompartiment bedeutet hierbei unterschiedliche Perspektiven der Messung.

Eine 1-Kompartiment-Messung misst nur das Körpergewicht mit einer Körperwaage, wobei eine 2-Kompartiment-Messung zumindest die Differenzierung in Fettmasse und Magermasse vornimmt. Ein Beispiel hierfür ist die Caliper-Hautfaltenmessung. Das dritte Kompartiment unterteilt die Magermasse weiter in Zellmasse und extrazelluläre Masse, wie zum Beispiel bei der Wasser-Messung der BIA. Das vierte Kompartiment kombiniert nun verschiedene Messungen und berücksichtigt zudem den Knochenmineralgehalt, um eine maximale Genauigkeit zu erreichen.

Hierfür wird die Knochenmineralisierung durch einen DEXA-Scan ermittelt und das Körpervolumen durch Luftverdrängungsplethysmographie bestimmt. Damit erreicht man bereits einen Wert der Körperdichte und damit eine Einteilung in Mager- und Fettmasse die durch weitere Kompartimente jedoch noch genauer wird. Das Körperwasser wird durch die sogenannte Deuteriumdilution ermittelt, da diese mit 2 bis 3 Prozent Abweichung genauer ist als eine BIA.

Vorteile des 4-Kompartiment-Modells:

Da jede Methode nur ein bestimmtes Teilgewebe des Körpers misst und alle verbleibenden hochrechnet, ergibt sich wie wir gesehen haben bei diesen Werten eine gewisse Fehleranfälligkeit. Durch die Verwendung von spezifischen Einzelmethoden und deren Kombination im 4-Kompartiment-Modell werden die Hochrechnungen umgangen und die Analyse sehr genau. Weiterhin löst die Methode auch das Problem, dass sich die Dichte der Hautfalten, sowie die variable Hydration im Verlauf einer Gewichtsveränderung oder sogar Tagesspanne ebenso verändern können.

 Alle anderen Messmethoden beruhen auf der Konstanthaltung mindestens einer dieser Parameter Neben dem Körperfettanteil, können durch diese Methode noch einige weitere interessante Werte wie Knochendichte und Körperwasser maximal genau erhoben werden.

Nachteile des 4-Kompartiment-Modells:

Die Messung der einzelnen Kompartimente ist entsprechend aufwändig und im Allgemeinen nur für medizinische Zwecke oder für Studenten, die für ein paar Euro pro Stunde Versuchskaninchen spielen, in Forschungseinrichtungen zugänglich.

Gütekriterien des 4-Kompartiment-Modells:

Die 4–Kompartiment–Methode bietet unter allen vorgestellten Methoden in Bezug auf die Körperfettanalyse die höchste Genauigkeit. Die Testgüte ist abhängig von den verwendeten Einzeltests, die allerdings hochspezifisch und daher reliabel und objektiv messen.

Weitere Kennzahlen

Neben dem Körperfettanteil sind im Rahmen einiger Messmethoden noch weitere Größen ermittelbar, die für den ein oder anderen interessant sein könnten. Beispielsweise lässt sich anhand der Fettmasse natürlich auch die fettfreie Masse und damit auch der fettfreie Masseindex FFMI berechnen. Dieser wird in der Medizin verwendet, um altersbedingten Muskelverlust zu diagnostizieren und findet im Bodybuilding Anwendung, um mit 100-prozentiger Sicherheit (Achtung: Ironie) mit dem Finger auf Stoffer zeigen zu können. Dennoch ist er für Trainierende generell nicht uninteressant. Dieser Wert lässt sich generell mit jeder der Analysemethoden für Körperfett errechnen, ergibt aber wahrscheinlich nur bei den präziseren Methoden wirklich Sinn.

Eine weitere Kennzahl ist der Phasenwinkel. Der Phasenwinkel gibt bei einer BIA-Messung Aufschluss über die Integrität der Zellmembranen und die Nährstoffversorgung der Zellen. Damit kann ein geringer Phasenwinkel einen schlechten Zellstatus, sowie mangelnde Regeneration aufdecken und ist sogar ein medizinscher Prädiktor für erhöhte Sterblichkeit. Hohe Werte treten dagegen bei Leistungssportlern auf.

Auch der Knochenmineralgehalt ist natürlich eine gesundheitlich relevante Messgröße, welche allerdings bei den allermeisten Eisensportlern ohnehin ausreichend hoch sein sollte. Bei berechtigten Zweifeln liefert ein DEXA-Scan die verlässlichsten Informationen.

Fazit und praktische Relevanz

Verschiedene Messmethoden bieten unterschiedliche Präzision in der Körpeerfettmessung aufgrund verschiedener Messgrößen und der entsprechenden Hochrechnung. Das 4-Kompartiment-Modell löst dieses Problem theoretisch, bleibt aber für die regelmäßige Anwendung bisher unerreichbar. Daher müssen wir uns mit den bekannten Methoden zufrieden geben oder etwas mehr Geld für einen DEXA-Scan investieren. Je höher die Genauigkeit der Methode, desto präziser kann sie in der Regel auch einen Verlauf abbilden.

Zwischen verschiedenen Messzeitpunkten, sollte vor allem bei der BIA und der Calipermessung aufgrund der Ungenauigkeit mehrere Wochen, oder sogar Monate vergehen, damit sich ein sichtbarer Trend sicher aufzeigen lässt. Aufwändigere Genauere Methoden könnten theoretisch häufiger wiederholt werden, sind aber aufgrund des hohen Aufwandes ebenso nicht alltagstauglich.

Ob die exakte Ermittlung des Körperfettanteils tatsächlich notwendig ist, steht dagegen auf einem ganz anderen Blatt. Champions werden glücklicher Weise immer noch auf der Bühne und nicht im Labor gekürt.

Autor: Alexander Seifried