Kombinierte Beurteilung der Körperzusammensetzung und neuromuskulären Leistungsfähigkeit in der klinischen Praxis

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt eine kombinierte Bewertung der Körperzusammensetzung und der neuromuskulären Leistung, um Biomarker für Muskelmasse und Funktion zur Charakterisierung des Trainings- und Gesundheitszustands der Athleten zu erhalten.

Zusammenfassung

Die Bewertung der Körperzusammensetzung und neuromuskulären Leistungsfähigkeit liefert wertvolle Informationen für das klinische Management von Sportlern und vielfältigen Patientengruppen. Dieses Protokoll beschreibt die kombinierte Nutzung eines Mehrfrequenz-bioelektrischen Impedanzanalysators und eines Kraftanalysators, um Biomarker von Muskelmasse und Funktion zu erhalten. Der bioelektrische Impedanzanalysator misst die Impedanz des Körpers gegenüber Wechselströmen bei ausgewählten Frequenzen, wodurch die Schätzung der Körperzusammensetzungsparameter möglich ist. Der Kraftanalysator erkennt vertikal angelegte Kräfte während Sitz-zu-Steh-Bewegungen, einschließlich einzelner, zwei- oder dreifacher Stuhl-Stand-Tests, was die Bewertung der neuromuskulären Leistung ermöglicht. Beide Bewertungen sind einfach durchzuführen, nicht invasiv und liefern schnell Ergebnisse durch automatisch generierte Berichte. Die kombinierte Analyse von Körperzusammensetzung und neuromuskulärer Leistungsfähigkeit bietet einen praktischen Ansatz zur Charakterisierung der körperlichen Leistungsfähigkeit von Sportlern sowie des funktionellen und gesundheitlichen Status in klinischen Populationen. Dieses Protokoll kann die routinemäßige Überwachung erleichtern und individuelle Ausbildung, Rehabilitation sowie klinische Managementstrategien und -ergebnisse unterstützen.

Einleitung

Sarkopenie ist der Verlust der Skelettmuskulatur (während des Alterungsprozesses oder sekundär zu einer zugrunde liegenden Erkrankung), der den Gesundheitszustand erheblich beeinflusst, insbesondere bei älteren Personen ^1,2,3. Aus pathophysiologischer Sicht kann Sarkopenie als Organversagen betrachtet werden, das chronisch (häufiger) oder akut (z. B. während der Immobilisierung) auftreten kann und durch eine Kombination aus neuronalen und muskulären Anpassungen ^1,2,3 resultiert. Neuronale Anpassungen beinhalten neuropathische Prozesse, die zu einer Denervation der motorischen Einheiten und einem bevorzugten Verlust schneller motorischer Einheiten führen. Muskeladaptationen umfassen eine Verringerung der Muskelfaserzahl (Hypoplasie) und der Größe (Atrophie), was insbesondere schnelle Muskelfasern betrifft (die anfälliger für Atrophie sind als langsame Muskelfasern). Operationelle Definitionen von Sarcopenie wurden kürzlich von mehreren internationalen Gruppen vorgeschlagen, die hervorheben, dass niedrige Skelettmuskelmasse als Zeichen und nicht als Syndrom ^4,5,6 betrachtet werden sollte. Laut allen internationalen Gruppen können Röntgen-Computertomographie und Magnetresonanztomographie zwar als Referenzstandards zur Schätzung der Skelettmuskulatur (zum Beispiel durch die Beurteilung des Querschnittskörpers im Oberschenkel- oder Lendenbereich betrachtet werden), ihre Anwendung im klinischen Umfeld ist begrenzt, da diese Techniken zeitaufwendig sind und hochqualifiziertes Personal erfordern, sowie wegen der hohen Kosten und Invasivität^{4. 5,6}. Im Gegensatz dazu ist die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) eine kostengünstige, sichere und einfache Technik, die in der klinischen Praxis zur Abschätzung der fettfreien Masse (d. h. aller fettfreien Körperbestandteile) und der Muskelmasse ^7,8,9 angewendet werden kann. BIA misst nicht fettfreie Masse und Muskelmasse direkt, sondern leitet stattdessen Schätzungen der fettfreien Masse (d. h. der mageren Masse der vier Gliedmaßen mit Einbeziehung von Knochenmineralien) und Muskelmasse basierend auf der elektrischen Leitfähigkeit des Körpers und der Verwendung prädiktiver Gleichungen ab.

Alle internationalen Gruppen waren sich einig, dass die Diagnose des sarcopenischen Syndroms die kombinierte Erkennung von geringer Muskelmasse und geringer Muskelfunktion^{erfordert 4,5,6}. Konsequent sind klinische Merkmale der Sarcopenie, die aus Patientensicht relevant sind, Muskelfunktionsbeeinträchtigungen, die zu Mobilitätseinschränkungen führen, Unfähigkeit, tägliche Aktivitäten auszuführen, erhöhtes Sturzrisiko, Müdigkeit und eine verminderte Lebensqualität zu erkennen. Die Beurteilung der Muskelfunktion erfolgt in der klinischen Praxis üblicherweise anhand des Handgriff-Krafttests ^10,11 und/oder des Stuhl-Stand-Tests¹². Zwei Varianten des letzteren Tests werden häufig verwendet: der fünffache Stuhlstand-Test¹³ und der zeitgesteuerte Stuhlstand-Test¹⁴. Sie messen jeweils die Zeit, die benötigt wird, um fünfmal von einem Stuhl aufzustehen, und die Anzahl der Male, in denen ein Versuchsperson über einen Zeitraum von 30 Sekunden aufstehen und auf einem Stuhl sitzen kann. Darüber hinaus ist die Bewertung der Geschwindigkeit der Kraftentwicklung in den letzten zehn Jahren populär geworden, um die Explosivkraft bei schnellen, willkürlichen Kontraktionen wie Sitz-zu-Stehen-Bewegungen zu charakterisieren, da sie sowohl die Komponenten der Kraft- als auch die Geschwindigkeitsproduktion beeinflusst: Im Vergleich zur maximalen Festigkeit ist die Kraftentwicklung besser mit funktionellen Aktivitäten verbunden und empfindlicher für die Erkennung akuter und chronischer Veränderungen der neuromuskulären Funktion¹⁵. Konsistent wurde bereits festgestellt, dass die Messung der Bodenreaktionskräfte bei explosiven Bewegungen, die während eines Stuhl-Stand-Tests entstehen, eine genauere Einschätzung der dynamischen Festigkeit der unteren Gliedmaßen liefert als der klassische Fünffachtest¹⁶ und dass die kombinierte Bewertung von Explosivstärke und Gleichgewicht wirksam ist, um das Risiko von Stürzen oder motorischen Beeinträchtigungen^{zu bewerten 17, 18}. Daher kann die integrierte Bewertung von Körperzusammensetzung und neuromuskulärer Leistungsfähigkeit (Quantifizierung der Appendikulärmuskelmasse bzw. Explosivkraft) in der klinischen Praxis nützlich sein, um gebrechliche Patienten mit Sarkopenie oder neuromuskulären Erkrankungen zu beurteilen.

Ziel dieses Protokolls ist es, Verfahren zur Bewertung von Körperzusammensetzung und neuromuskulärer Leistungsfähigkeit mittels multifrequenter bioelektrischer Impedanzanalyse und kraftbasierter Sit-to-Stand-Tests zu beschreiben. Dieser kombinierte Ansatz ist für klinische und sportmedizinische Einrichtungen gedacht, in denen eine schnelle, nicht-invasive Beurteilung von Muskelmasse und Funktion erforderlich ist.

Protokoll

Alle Verfahren mit menschlichen Teilnehmern wurden gemäß den ethischen Standards der institutionellen Ausschüsse und der Erklärung von Helsinki durchgeführt. Die Studienprotokolle wurden vom Ethikausschuss der Universität Turin (Protokoll Nr. 115311/2024) und den territorialen Ethikkomitees von Turin (Protokoll Nr. 223/2026) genehmigt. Vor der Teilnahme wurde von allen Teilnehmern eine schriftliche informierte Zustimmung eingeholt.

1. Fachvorbereitung

1. Bitten Sie die Person, nur Unterwäsche zu tragen und Socken sowie Schuhe auszuziehen.

2. Körperzusammensetzungsbewertung mittels bioelektrischer Impedanzanalyse

1. Registrieren Sie das Subjekt
   1. Messen Sie die Höhe des Subjekts (bis auf die nächsten 0,5 cm) mit einem Stadiometer.
   2. Doppelklicken Sie auf das Software-Symbol auf dem Desktop, um die Anwendung zu starten.
   3. Navigieren Sie zum Bereich zur Themenregistrierung.
   4. Klicken Sie auf Add + , um ein neues Motivprofil zu erstellen.
   5. Geben Sie die persönlichen Daten des Subjekts ein, einschließlich Geschlecht, Nachname, Vornamen und Geburtsdatum. Geben Sie die Kontaktinformationen ein, einschließlich Adresse, Postleitzahl, Land, E-Mail-Adresse, Telefonnummer und Handynummer, und klicken Sie dann auf Speichern (ergänzende Abbildung 1).
   6. Klicken Sie auf Geh zum Startbildschirm und dann auf den rechten Button, um fortzufahren.
   7. Klicken Sie auf Analyse, um mit dem Bewertungsaufbau fortzufahren.
   8. Wählen Sie den Körpertyp (Standard oder Athlet: Der Standardtyp muss gewählt werden, wenn das Subjekt sitzend oder freizeitaktiv ist, während der Sporttyp ausgewählt werden muss, wenn der Proband 12 oder mehr Stunden pro Woche trainiert oder an organisierten Team- oder Einzelsportarten teilnimmt, die regelmäßigen Wettkampf erfordern und systematelles Training erfordern). Gib die Körpergröße und das Kleidungsgewicht des Probanden ein und klicke dann auf Analyse starten.
2. Sammeln Sie Daten zur Körperzusammensetzung
   1. Weisen Sie das Subjekt an, auf das Gerät zu treten und den Anweisungen auf dem Bildschirm zu folgen.
   2. Weisen Sie die Person an, während der Messung die Handelektroden (mit entspannten und geraden Armen, aber leicht vom Oberkörper weggehalten) zu halten.
   3. Bitten Sie die Versuchsperson, die Handelektroden zurückzugeben und nach Abschluss der Messung vom Gerät zu steigen.
3. Analyse von Körperzusammensetzungsdaten
   1. Überprüfen Sie den automatisch generierten Körperzusammensetzungsbericht.
   2. Zeichnen Sie fettfreie Masse, Muskelmasse, Fettmasse, Körperfettanteil und Basalstoffwechselrate auf (Abbildung 1, Tabelle 1) und klicken Sie dann auf Speichern.
      HINWEIS: Weitere Ergebnisse umfassen Gesamtkörperwasser, extrazelluläres Wasser, intrazelluläres Wasser, Gesamtkörper- und segmentale Muskelmasse, Gesamtkörper- und segmentale Phasenwinkel, Widerstand, Reaktanz und Sarkopenie-Indexwerte.
   3. Drucken Sie den Bericht (über die Schaltfläche Drucken ) oder teilen Sie die Ergebnisse (über die Schaltfläche Teilen ).

3. Bewertung der neuromuskulären Leistungsfähigkeit

1. Registrieren Sie das Subjekt
   1. Misse die Körpergröße des Subjekts mit einem Stadiometer.
   2. Öffnen Sie die Software und klicken Sie auf das Anwendungsfenster.
   3. Geben Sie das Passwort ein und klicken Sie auf Nächst.
   4. Klicken Sie auf Muskelfunktion und dann auf Registrieren.
   5. Geben Sie die erforderlichen Informationen ein, darunter Name, Geburtsdatum, Geschlecht, Körpergewicht, Körpergröße und Körpertyp (Standard oder Athlet: Standardtyp muss ausgewählt werden, wenn der Subjekt sitzend oder freizeitaktiv ist, während der Sporttyp ausgewählt werden muss, wenn der Subjekt 12 oder mehr Stunden pro Woche Sport macht oder an organisierten Team- oder Einzelsportarten teilnimmt, die regelmäßigen Wettkampf erfordern und systematelles Training erfordern) (Ergänzende Abbildung 2).
   6. Klicken Sie auf Registrieren und Messung beginnen.
2. Erfassung von neuromuskulären Leistungsdaten
   1. Bitten Sie die Person, beide Füße auf die beiden Metallplatten der Plattform zu legen (Abbildung 2A).
   2. Wählen Sie die Anzahl der Sitz-zu-Steh-Wiederholungen (1, 2 oder 3) und klicken Sie auf Messung beginnen.
   3. Weist die Person an, aufrecht zu sitzen, die Arme über der Brust verschränkt und die Knie etwa um 70° gebeugt.
   4. Weisen Sie die Betroffene an, so schnell wie möglich aufzustehen (Abbildung 2B), wenn Sie dazu aufgefordert werden, und sich zu setzen, wenn das System es anweist.
   5. Informiere die Testperson darüber, dass der Test abgeschlossen ist, wenn die Audionachricht das Ende der Messung anzeigt.
   6. Klicken Sie auf Zurück, Beenden oder Ausdrucken , um die Sitzung zu schließen.
3. Analyse von neuromuskulären Leistungsdaten
   1. Überprüfen Sie den automatisch generierten Bericht.
   2. Erfassen Sie Muskelkraft, Stehgeschwindigkeit und Stabilitätswerte in den Beinen (Abbildung 2C).
      HINWEIS: Die Software klassifiziert die Beinmuskelkraft als schwach, durchschnittlich oder stark; Standgeschwindigkeit als langsam, durchschnittlich oder schnell; und Stabilität als instabil, stabil oder sehr stabil.
   3. Überprüfen Sie das T-Score-Diagramm für Stärke und Stabilität, um die gesamte neuromuskuläre Leistung zu bewerten.
   4. Drucken Sie den Bericht aus (über den Button Ausdrucken ).

Ergebnisse

Unmittelbar nach der bioelektrischen Impedanzanalyse liefert die Software des Analysators (System #1) Schätzungen der Körperzusammensetzung, einschließlich fettfreier Masse, Muskelmasse, Fettmasse, Körperfettanteil und Basalstoffwechselrate, die mit proprietären Algorithmen erzeugt werden (Abbildung 1, Tabelle 1). Darüber hinaus liefert das System Schätzungen des Gesamtkörperwassers (TBW), extrazelluläres Wassers (ECW), intrazelluläres Wasser (ICW) und des ECW/TBW-Verhältnisses (Abbildung 1). Die Analyse liefert außerdem Gesamt- und Segmentmuskelmassen sowohl für obere als auch untere Gliedmaßen, was die Berechnung des Sarcopenie-Index ermöglicht, definiert als Summe der oberen und unteren Muskelmasse, normiert durch die Höhe zum Quadrat. Sarkopenie-Indexwerte unter 7,26 kg/m^² bei Männern und 5,5 kg/m^² bei Frauen deuten auf geringe Muskelmasse^{hin, 19,20}. Darüber hinaus werden Gesamtkörper- und segmentale Phasenwinkelwerte bei 50 kHz bereitgestellt, zusammen mit Widerstands- und Reaktanzmessungen bei mehreren Frequenzen. Diese rohen bioelektrischen Parameter können verwendet werden, um zusätzliche Indikatoren für Körperzusammensetzung und Hydratation abzuleiten, einschließlich der Beziehungen zwischen außerzellulärem und intrazellulärem Wasser, was weitere Einblicke in Muskelqualität und zelluläre Gesundheit geben^{kann 21}. Tatsächlich können Totalkörper- und segmentale Widerstands- und Reaktanzwerte, die bei mehreren Frequenzen erhalten werden, verwendet werden, um Widerstandsverhältnisse von extrazellulärem zu intrazellulärem Wasser (ECW/ICW) gemäß der Gleichung R5 / [(R5 × R250)/(R5 − R250)]²¹ zu berechnen, wobei R5 und R250 Widerstandswerte bei 5 kHz bzw. 250 kHz darstellen.

Unmittelbar nach Abschluss des Sit-to-Stand-Tests generiert die Software des neuromuskulären Leistungsanalysators (System #2) drei Variablen mithilfe proprietärer Algorithmen (Abbildung 2C): (i) Beinmuskelkraft, definiert als die während der Sitz-zu-Stehen-Bewegung erzeugte Kraft und berechnet als maximale Last geteilt durch das Körpergewicht; (ii) Standgeschwindigkeit, definiert als die Geschwindigkeit der Sitz-zu-Stehen-Bewegung und berechnet als maximale Lastzunahme pro Zeiteinheit geteilt durch das Körpergewicht; und (iii) Stabilität, ein Index, der den Grad der Körperbewegung im Stehen und die Zeit kombiniert, die benötigt wird, damit die Haltungsschwankung aufhört. Die Stabilität wird als T-Score auf Basis von Referenzdaten alters- und geschlechtsgeschlechtsspezifischer Populationen angegeben. Diese Ausgaben werden verwendet, um Probanden als schwach, durchschnittlich oder stark hinsichtlich der Beinmuskulatur zu klassifizieren; langsam, durchschnittlich oder schnell für Stehgeschwindigkeit; und instabil, stabil oder sehr stabil für Stabilität. Zusätzlich bietet die Software ein T-Score-Diagramm für Stärke und Stabilität (Abbildung 2C), das die Gesamtstärke und Stabilität als niedrig oder hoch kategorisiert.

Tabelle 2 fasst Körperzusammensetzung und neuromuskuläre Leistungsvariablen zusammen, die von vier repräsentativen männlichen Probanden gewonnen wurden: einem Sportler (31 Jahre), einem sitzenden, gesunden Patienten (51 Jahre), einer Person mit Fettleibigkeit (59 Jahre) und einem Patienten mit Parkinson (60 Jahre). Die Daten zeigen unterschiedliche physiologische und funktionelle Profile der vier Probenpersonen. Der Sportler und die sitzende Person zeigten ein normales Körpergewicht, während die Person mit Fettleibigkeit Klasse II Fettleibigkeit hatte und der Patient mit Parkinson untergewichtig war. Der Hydrationsstatus, bewertet anhand des TBW/Körpergewichtsverhältnisses, lag im erwarteten Bereich (50 %–65 %) beim Sportler, sitzenden Patienten und Patienten mit Parkinson, während bei der Person mit Fettleibigkeit niedrigere Werte beobachtet wurden. Der Sarcopenie-Index lag im Normalbereich bei Sportler, sitzender Person und Person mit Fettleibigkeit, war jedoch bei Patienten mit Parkinson (7,15 kg/m^²) reduziert. Die höchsten und niedrigsten Gesamtphasenwinkel des Körpers bei 50 kHz wurden beim Athleten bzw. bei der Person mit Fettleibigkeit beobachtet. Ebenso wurden die höchsten und niedrigsten Totalkörper-ECW/ICW-Resistenzverhältnisse beim Sportler und der Person mit Adipositas beobachtet, während die höchsten bzw. niedrigsten ECW/ICW-Resistenzverhältnisse in den unteren Gliedmaßen beim Athleten bzw. beim Patienten mit Parkinson-Krankheit festgestellt wurden. Die neuromuskuläre Leistungsanalyse klassifizierte den Athleten und die sitzenden Person als stark, schnell und sehr stabil. Im Gegensatz dazu wurde die Person mit Fettleibigkeit als schwach, langsam und sehr stabil eingestuft, während der Parkinson-Patient als schwach, durchschnittlich und sehr stabil eingestuft wurde.

Die kombinierte Bewertung von Körperzusammensetzung und neuromuskulärer Leistung erzeugte unterschiedliche physiologische Profile zwischen den vier repräsentativen Probanden. Der Athlet und der sitzende Versuchsperson zeigten normale Muskelmasse und neuromuskuläre Leistungsmerkmale, während der Patient mit Parkinson eine verringerte Muskelmasse und beeinträchtigte Kraftparameter aufwies, die mit einem sarcopenischen Profil übereinstimmen. Diese Ergebnisse zeigen, wie die kombinierte Beurteilung verwendet werden kann, um Muskelmasse und -funktion bei Personen mit unterschiedlichen klinischen und funktionellen Erkrankungen zu charakterisieren.

Abbildung 1: Repräsentativer bioelektrischer Impedanzanalysebericht, der von einem gesunden männlichen Versuchsperson erhalten wurde. Der Bericht umfasst Variablen der Körperzusammensetzung (Gewicht, Körperfettanteil, Körperfettmasse, fettfreie Masse, Muskelmasse, viszerales Fettgehalt, Körpermassindex, Skelettmuskelmasse und Stoffwechselalter) sowie Variablen Körperwasser, einschließlich Gesamtkörperwasser, extrazelluläres Wasser, intrazelluläres Wasser und das Verhältnis von extrazellulärem Wasser zu Gesamtkörperwasser. Abkürzungen: BMI = Body-Mass-Index; ECW = extrazelluläres Wasser; ICW = intrazelluläres Wasser; TBW = Gesamtkörperwasser. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Abbildung 2: Repräsentative neuromuskuläre Leistungsbewertung und softwaregenerierter Bericht. (A) Neuromuskulärer Leistungsanalysator (System #2), der die während der Tests verwendeten Metall-Fußplatzierungsplatten (Sternchen) zeigt. (B) Vertreter-Sitz-zu-Steh-Bewegung, die während der Bewertung durchgeführt wurde. (C) Repräsentativer neuromuskulärer Leistungsbericht, erstellt von der Software für denselben gesunden männlichen Versuchsperson, wie in Abbildung 1 gezeigt. Der Bericht enthält Indizes für Beinmuskelkraft, Stehgeschwindigkeit und Stabilität sowie das Kraft-Stabilitäts-Klassifikationsdiagramm und das historische Trenddiagramm. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzusehen.

Erweiterter Messsatz herunterladbar aus der Software des Systems #1	Körpergewicht (Maßeinheit: kg)
	Körperfettprozentsatz
	Fettmasse (Maßeinheit: kg)
	Fettfreie Masse (Maßeinheit: kg)
	Muskelmasse (Maßeinheit: kg)
	Knochenmasse (Maßeinheit: kg)
	Gesamtkörperwasser (Maßeinheit: kg)
	Extrazelluläres Wasser (Maßeinheit: kg)
	Intrazelluläres Wasser (Maßeinheit: kg)
	Extrazelluläres zu gesamtes Körperwasserverhältnis
	Körpermassindex (Maßeinheit: kg/m2)
	Stoffwechsel (Messeinheiten: kcal und kJ)
	Segmentale (linker und rechter Arm, linkes und rechtes Bein, Rumpf) Fettmasse (Maßeinheit: kg)
	Segmentale (linker und rechter Arm, linkes und rechtes Bein, Rumpf) Muskelmasse (Maßeinheit: kg)
	Fettfreimasseindex (Maßeinheit: kg/m2)
	Sarkopenie-Index (Maßeinheit: kg/m2)
	Gesamtkörper- und segmentaler (linker und rechter Arm, linker und rechter Bein) Phasenwinkel bei der Frequenz von 50 kHz (Maßeinheit: °) erhalten
	Widerstands- und Reaktanzwerte (Maßeinheit: Ω) erhalten für verschiedene Frequenzen
Erweiterter Messsatz herunterladbar aus der Software des Systems #2	Körpergewicht (Maßeinheit: kg)
	Beinmuskelkraft (F/W): Körpergewichtsnormalisierte Spitzenkraft (Bodenreaktionskraft) bis zum Aufstehen (Maßeinheit: kgf/kg)
	Kraftentwicklungsrate (RFD/w): Körpergewichtsnormalisierte Kraftzunahme (Maßeinheit: kgf/s/kg)
	Stabile Zeit: Zeit, in der die Last ihren maximalen Wert aufzeichnete, bis sie sich stabilisierte (Maßeinheit: s)
	Seitliche Schwankung (Vx): Absoluter Wert der Geschwindigkeit der Bewegung des Schwerpunkts in Links-Rechts-Richtung während der Aufstehenden Bewegung (Maßeinheit: mm/s)
	Lastschwankung (Vw): Absoluter Wert der vertikalen Lastbewegungsgeschwindigkeit während der Aufstehenden Bewegung (Maßeinheit: kg/s)
	Maximales linkes Lastverhältnis: Grad der auf die linke Seite wirkenden Kraft beim Aufstehen (ausgedrückt als %)
	Maximales Belastungsverhältnis rechts: Grad der auf die rechte Seite wirkende Kraft beim Aufstehen (ausgedrückt als %)

Tabelle 1: Körperzusammensetzung und neuromuskuläre Leistungsvariablen, bereitgestellt vom Körperzusammensetzungsanalysator (System #1) und dem neuromuskulären Leistungsanalysator (System #2). Die Tabelle fasst alle für den Export verfügbaren Variablen aus den softwaregenerierten Berichten zusammen.

VARIABLEN			Athlet	Sesshaftes Subjekt	Fettleibige Person	Patient mit Morbus Parkison
Körpermassindex (kg/m2)			24.2	23.5	38.9	17.7
Gesamtkörperwasser (l)			46.6	42.5	51.2	36.5
Gesamtkörperwasser / Gewicht (%)			61.4	57.0	47.8	65.0
Extrazelluläres Wasser-/Gesamtkörperwasserverhältnis (%)			40.1	43.1	43.2	43.6
Fettfreie Masse (kg)			68.2	61.7	67.9	53.7
Muskelmasse (kg)			64.8	58.6	64.5	51
Sarkopenie-Index (kg/m2)			9.8	8.3	10.8	7.15
Gesamtphasenwinkel des Körpers bei der Frequenz von 50 kHz (°)			7.3	5.7	5.3	5.4
Das gesamtkörperliche Extrazellulär-zu-intrazelluläre Wasserwiderstandsverhältnis			0.36	0.26	0.24	0.25
Extrazelluläres zu intrazelluläres Wasserwiderstandsverhältnis der unteren Gliedmaßen			0.32	0.24	0.21	0.20
Beinmuskelkraft (F/W: kgf/kg)			1.79	1.62	1.31	1.38
Geschwindigkeit der Kraftentwicklung (RFD/w: kgf/s/kg)			16.6	14.4	9.2	11.2
Schwankung (Stabilität) T-Wert			60	59	59	57

Tabelle 2: Repräsentative Körperzusammensetzung und neuromuskuläre Leistungsvariablen, ermittelt von vier männlichen Probanden mit unterschiedlichen klinischen und funktionellen Merkmalen. Daten werden für einen Sportler, eine sitzend gesunde Person, eine fettleibige Person und einen Patienten mit Parkinson gemeldet, um die Anwendung des kombinierten Beurteilungsprotokolls zu veranschaulichen.

Ergänzende Abbildung 1: Schnittstelle zur Registrierung von Fächern für die Bewertung der Körperzusammensetzung (System #1). Screenshot des Software-Registrierungsfensters, das zur Eingabe von demografischen und Kontaktinformationen der Teilnehmer vor der bioelektrischen Impedanzanalyse verwendet wurde. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung 2: Subjekt-Registrierungsschnittstelle für neuromuskuläre Leistungsbewertung (System #2). Screenshot des Software-Registrierungsfensters, das zur Eingabe von Teilnehmerinformationen vor der Sit-to-Stand neuromuskulären Leistungsbewertung verwendet wird. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Diskussion

Kommerziell verfügbare Systeme ermöglichen die in diesem Protokoll beschriebenen Bewertungen: Diese Lösungen sind nicht invasiv und einfach zu bedienen, und die Untersuchungen sind einfach, schnell und kostengünstig. Allerdings verdienen mehrere Einschränkungen der oben beschriebenen Lösungen, Verfahren und Parameter hervorzuheben. Erstens ist der in dieser Studie verwendete multifrequente bioelektrische Impedanzanalysator aufgrund seiner Größe (124 cm × 45 cm × 74 cm) und seines Gewichts (33 kg) nicht tragbar. Zweitens können der BIA- und der Stuhl-Stand-Test nur bei Probanden durchgeführt werden, die die stehende Position einnehmen und halten können. Daher können diese Untersuchungen nicht bei neurologischen oder kritisch kranken Patienten mit schwerer motorischer Behinderung durchgeführt werden. Außerdem erfordert BIA, dass das Proband die Handelektroden hält; Diese Aufgabe kann für Patienten mit Tremor oder oberen Gliedmaßenerkrankungen (z. B. motorische Beeinträchtigung nach einem Schlaganfall) schwierig (oder sogar unmöglich) sein. Allerdings kann BIA auch bei Patienten mit schwerer motorischer Beeinträchtigung durchgeführt werden, indem andere kommerziell erhältliche Geräte für Messungen am Rücken (d. h. am Bett) mit Haftelektroden⁹ entwickelt wurden. Drittens werden Körperzusammensetzungsparameter mittels gerätespezifischer, proprietärer Algorithmen ermittelt; daher kann analytische Variabilität den Vergleich von Daten mit verschiedenen Geräten ausschließen. Die Verwendung von Rohmaßen für Widerstand und Reaktanz zusammen mit kreuzvalidierten Gleichungen kann diese Einschränkung jedoch zumindest teilweise überwinden. Ein alternativer Ansatz zum Vergleich von Daten, die von verschiedenen Bauteilen gewonnen wurden, ist die Verwendung von Rohmessungen, wie dem Phasenwinkel und dem ECW/ICW-Widerstandsverhältnis. Die erstgenannte Variable ist ein Proxy für die Membranintegrität^22,23, während die letztere ein Proxy für die Zellhydratation 21,24,25 ist. Mehrere aktuelle Studien zeigten konsistent, dass sowohl der Phasenwinkel 26,27,28,29 als auch das ECW/ICW-Widerstandsverhältnis 21,24,25 nützliche Indikatoren für die Muskelfunktion bei älteren Erwachsenen sind und für die Vorhersage von Behinderung und Sterblichkeit ^nützlich sein können. Die niedrigeren Phasenwinkelwerte, die bei den beiden Patienten im Vergleich zu unseren beiden gesunden Probanden beobachtet wurden, könnten mit altersbedingten und/oder krankheitsbedingten Veränderungen der zellulären Gesundheit^{zusammenhängen 22,23}. Die niedrigeren Werte der ECW/ICW-Resistenzverhältnisse, die bei den beiden Patienten im Vergleich zu unseren beiden gesunden Probanden beobachtet wurden, könnten mit der altersbedingten und/oder krankheitsbedingten relativen Erweiterung der ECW (mit der daraus resultierenden Abnahme der ECW-Resistenz) und/oder der Abnahme der ICW-Resistenz (mit der daraus resultierenden Erhöhung der ICW-Resistenz⁾ zusammenhängen^.

Trotz dieser Einschränkungen bietet die kombinierte Bewertung von Körperzusammensetzung und neuromuskulärer Leistungsfähigkeit einen praktischen, nicht-invasiven Ansatz zur Bewertung von Muskelmasse und Funktion in klinischen und sportmedizinischen Einrichtungen. Die Integration von Körperzusammensetzungsvariablen mit Maßen für Stärke, Stehgeschwindigkeit und Stabilität kann eine umfassendere Charakterisierung des funktionellen Status ermöglichen als eine einzelne Bewertung. Daher kann dieser Ansatz die Überwachung von Sportlern und Patienten unterstützen und dabei helfen, Personen mit einem Risiko für eine beeinträchtigte Muskelfunktion oder Sarkopenie zu identifizieren.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
System #1
Multifrequenz-Impedanzanalysegerät	Tanita Corporation, Tokyo, Japan	MC-980-MA-N	"System #1" im Manuskript
Mobee® 360 - Tanita Pro	SportMed SA, Echternach, Luxemburg	Version 4.6.0	"Software des Systems #1" im Manuskript
System #2
Muskelfunktionsmonitor	Tanita Corporation, Tokyo, Japan	zaRitz BM-220	"System #2" im Manuskript
Muskelfunktionsmonitor-Software	Tanita Corporation, Tokyo, Japan	Version 1.7.3	"Software des Systems #2" im Manuskript