Procento tělesného tuku je odhad zlomku celkové tělesné hmotnosti, který je tuková tkáň (nebo označovaná jako tuková hmota), na rozdíl od libové tělesné hmotnosti (svalovina, kost, tkáň orgánů, krev a vše ostatní) nebo označovaná jako tuková hmotnost bez. Tento index se často používá jako prostředek ke sledování pokroku během diety nebo jako měřítko fyzické zdatnosti pro některé sporty, jako je tělesná stavba. Je přesnější jako měřítko přebytečné tělesné hmotnosti než index tělesné hmotnosti (BMI), protože rozlišuje mezi hmotností svalové hmoty a hmotností tukové hmoty, zatímco BMI hází všechny hmoty do jednoho čísla. Jeho popularita je však nižší než BMI, protože zařízení potřebné k provedení procento tělesného tuku není snadno dostupné a k provedení měření jsou vyžadovány dovednosti. I když je měřeno zručným člověkem, existují faktory, které přispívají k významné odchylce.
Celkové procento tělesného tuku se skládá z esenciálního tuku a tuku ukládaného. Esenciální tuk je takové množství, které je nezbytné pro udržení života a reprodukčních funkcí. Procento u žen je vyšší než u mužů, vzhledem k nárokům na plodnost a další hormonální funkce. Esenciální tuk je 2-5% u mužů a 10-13% u žen. Tuk ukládaný do paměti se skládá z nahromadění tuku v tukové tkáni, jejíž část chrání vnitřní orgány v hrudníku a břiše. Opět platí, že ženy mají o něco více než muži.
Minimální doporučené procento celkového tělesného tuku převyšuje výše uvedenou hodnotu procentuálního podílu esenciálního tuku.
Některé hladiny tělesného tuku procento jsou více kulturně ceněné než jiné, a některé jsou spojeny s lepším zdravotním stavem nebo zlepšenou sportovní výkonnost.
Podle Thomase A. Owense, MUDr. (Katedry interního lékařství a pediatrie, Lékařské centrum Dukeovy univerzity, Durham, NC) je procento tělesného tuku rozděleno následovně:
Podle Health Check Systems, Americká rada pro cvičení má kategorizované rozsahy procent tělesného tuku takto:
Všimněte si, že hodnoty základních tuků ve výše uvedeném grafu jsou nižší než doporučené minimální procentuální hodnoty tělesného tuku. Malé množství skladovacího tuku je nutné, aby bylo k dispozici jako palivo pro tělo v době potřeby. Není jasné, zda spadnutí do určité kategorie těchto procent tělesného tuku je lepší pro své zdraví než jakékoliv jiné, ale zdá se, že dochází k posílení sportovních výkonů, jak se člověk blíží k ideálnímu procentuálnímu rozpětí tělesného tuku pro svůj konkrétní sport. Nejštíhlejší sportovci a kulturisté obvykle soutěží v úrovních okolo 5-8% u mužů a 10-15% u žen. Dostat se na tuto úroveň obvykle vyžaduje specifické a pečlivě sledované odchylky v příjmu potravy, sodíku a tekutin a také pečlivě naplánovaný a realizovaný cvičební program. Může být nebezpečné udržovat procentuální hodnotu tělesného tuku na spodní hranici tohoto rozmezí déle než několik dní nebo několik hodin. – „The New York Body Building Journal, 2004, June 9th“
Přesné procento tělesného tuku obecně nelze určit, ale existuje několik různých způsobů, jak ho odhadnout, každý s různým stupněm přesnosti.
Dvojitá rentgenová absorpciometrie
Dvojitá rentgenová absorpciometrie neboli DXA (dříve DEXA) je dobrou metodou pro odhad procenta tělesného tuku.
Existuje několik složitějších postupů, které přesněji určují procento tělesného tuku. Některé, označované jako multikompartmentové modely, mohou zahrnovat DXA měření kosti, plus nezávislá měření tělesné vody (pomocí ředicího principu s izotopicky značenou vodou) a tělesného objemu (buď vytlačením vody nebo vzduchovou pletyzmografií). Různé další složky mohou být nezávisle měřeny, například celkový tělesný draslík.
Nejrafinovanější metoda, aktivace neutronů in-vivo, navíc dokáže kvantifikovat všechny prvky těla a pomocí matematických vztahů mezi měřenými prvky v různých složkách těla (tuk, voda, bílkoviny atd.) vytvořit simultánní rovnice pro odhad celkového složení těla, včetně tělesného tuku. Jedná se o nejpřesnější metodu.[Jak odkazovat a odkaz na shrnutí nebo text]
Měření průměrné hustoty těla
Před přijetím DXA bylo nejpřesnější metodou odhadu procenta tělesného tuku změřit průměrnou hustotu dané osoby (celková hmotnost dělená celkovým objemem) a použít vzorec pro přepočet tohoto procenta na procento tělesného tuku.
Pro přesnější měření musí být množství kostní tkáně odhadnuto samostatným postupem. V obou případech musí být hustota těla měřena s vysokou přesností. Chyba pouhých 0,2% (např. 150 ml zachyceného vzduchu v plicích) by znamenala 1% rozdíl v procentu tělesného tuku.
Jedním ze způsobů, jak určit hustotu těla, je hydrostatické vážení, kterým se rozumí měření zdánlivé hmotnosti subjektu pod vodou, přičemž veškerý vzduch je vytlačen z plic. Tento postup se běžně provádí v laboratořích se speciálním vybavením.
Takto zjištěná hmotnost se bude rovnat hmotnosti tělesa ve vzduchu po odečtení hmotnosti objemu vody, který tento předmět vytlačí. Pro výpočet relativní hustoty tělesa lze použít tento vzorec: jeho hustota vzhledem k kapalině, do níž je ponořeno, na základě jeho hmotnosti v této kapalině:
kde je relativní hustota, je hmotnost tělesa a je zdánlivá ponořená hmotnost tělesa. Absolutní hustota se pak určuje z relativní hustoty a hustoty kapaliny. Protože hustota vody je velmi blízká jedné, když se hustota vypočítá vzhledem k vodě, pro mnoho účelů může být považována za absolutní hustotu.
Všimněte si, že není nutné skutečně vážit těleso pod vodou, aby se určil jeho objem, hustota nebo třeba jeho hmotnost pod vodou. Objem lze snadno určit měřením, kolik vody je vytlačeno ponořením tohoto tělesa.
Pro lidské tělo lze použít vertikální nádrž, která má rovnoměrnou plochu průřezu, jako je válec nebo hranol. Když se subjekt ponoří a vypudí vzduch z plic, měří se vzestup hladiny vody. Vzestup hladiny vody spolu s vnitřními rozměry nádrže určují posunutý objem.
Vybavení na skutečné vážení lidí pod vodou nicméně existuje a některé organizace, jako jsou univerzity a velká fitness centra, ho mají.
Je také možné získat odhad hustoty tělesa bez přímého měření pod hmotností vody a bez přímého měření výtlaku vody. Vyžaduje se plavecký bazén nebo jiná nádrž, kde může být subjekt zcela ponořen. Smyslem je vyvážit těleso plovoucím zařízením buyoant o vhodné hmotnosti a objemu tak, aby se těleso s plovoucím zařízením nepotápělo ani neplavalo. Životaschopnost této metody spočívá ve výběru plovoucího zařízení, které má nějaký výhodný atribut, který umožňuje snadno určit jeho objem: je malé, pravidelně tvarované a možná vyrobené do určitého objemu. Z objemu a hmotnosti plovoucího zařízení balancing a hmotnosti tělesa lze určit objem a hustotu tělesa.
Osoba, která ani neplave, ani se nepotápí s prázdnými plícemi ve vodě, by měla hustotu přibližně 1 kg/l (hustota vody) a odhadované procento tělesného tuku 43% (Brozek) nebo 45% (Siri), což by bylo extrémně obézní. Osoby s nižším procentem tělesného tuku by musely držet nějaký druh plovoucího zařízení, například prázdnou láhev, aby se nepotápěly. Pokud plovoucí zařízení má hmotnost m a objem v, a osoba má hmotnost M, pak jeho hustota je
kde je hustota vody [0,99780 kg/l při 22 °C (72 °F)]. Například osoba vážící 80 kg potřebuje držet plovák o objemu 4,5 l a hmotnost 0,5 kg má hustotu 1,05 kg/l a tedy procento tělesného tuku 21%. Všimněte si, že jak Brozek, tak Siri vzorce jsou uváděny jako systematicky příliš vysoké procento tělesného tuku.
Jednodušší verzi výše uvedeného vzorce lze odvodit na základě dvou předpokladů a jedné malé algebraické změny. Za prvé, hustotu vody lze považovat za 1 kg/l, což je pro dané účely více než přesné. Za druhé, hmotnost lehkého plovoucího zařízení, jako je prázdná plastová láhev, je nepatrná, a tak je výraz zanedbatelný: pokud je tento předpoklad neplatný, lze jej snadno kompenzovat, jak je popsáno níže. Za třetí, čitatel a jmenovatel lze vynásobit M, čímž se nakonec získá
Všimněte si podobnosti tohoto vzorce s tím, který byl uveden dříve pro relativní hustotu, s tím rozdílem, že hmotnosti jsou nahrazovány hmotnostmi. Tento pojem také představuje hmotnost: hmotnost vody, která byla vytlačena plovoucím zařízením, aby se vyrovnala hmotnost tělesa v kapalině. Tato hmotnost je ve skutečnosti tam, kde byla považována za jednu.
Například 80 kg osoba držící 4 L plovák o zanedbatelné hmotnosti má hustotu 80/76 nebo asi 1,05. Všimněte si, že je to stejný výsledek jako u 4,5 L plováku o hmotnosti 0,5 kg při použití složitějšího vzorce. Důvodem je, že pokud má plovák nezanedbatelnou hmotnost, lze tuto hmotnost jednoduše odečíst od jeho objemu, aby se získal efektivní objem. 8 L plovák o hmotnosti 4 kg poskytuje stejnou výkupní hmotnost jako 4 L plovák o zanedbatelné hmotnosti. Lze si ho představit jako 8 L objem, který je z poloviny naplněn vodou. Polovinu, která je naplněna vodou, lze z úvah vyjmout.
Z výše uvedených důvodů je lehká láhev částečně naplněná vzduchem vhodným plovákem, protože množství vzduchu v ní lze nastavit a přitom přesně změřit. Měření začíná láhví zcela naplněnou vodou. Část vody se vylije do sběrné nádoby, láhev se uzavře a subjekt je požádán, aby provedl ponoření, vzduch vypuzený z plic, a použil tuto láhev jako plovák. Pokud subjekt klesne, malé množství vody se z láhve odstraní do sběrné nádoby a experiment se opakuje. Pokud subjekt plave, část vody se vrátí ze sběrné nádoby do láhve. Když subjekt nakonec dosáhne vztlaku rovnajícího se jeho hmotnosti (ani neplave, ani neklesá), množství vzduchu v láhvi se určí měřením, kolik vody bylo nalito do sběrné nádoby, a lze použít vzorec, kde se proměnná bere jako objem vzduchu v láhvi.
Analýza bioelektrické impedance
Existují různé antropometrické metody pro odhad tělesného tuku. Termín antropometrický se vztahuje na měření různých parametrů lidského těla, jako jsou obvody různých částí těla nebo tloušťky kožních záhybů. Většina těchto metod je založena na statistickém modelu. Některá měření se vyberou a použijí se na populační vzorek. U každého jedince ve vzorku se zaznamenají měření podle metody a zaznamená se také hustota těla daného jedince, která se určí například zvážením pod vodou v kombinaci s modelem hustoty těla s více oddíly. Z těchto údajů se vyvine vzorec vztahující měření těla k hustotě.
Protože většina antropomorfních vzorců, jako je Durninova-Womersleyova metoda kožní řasy, Jacksonova-Pollockova metoda kožní řasy a metoda obvodu amerického námořnictva, ve skutečnosti odhaduje hustotu těla, nikoli procento tělesného tuku, procento tělesného tuku se získá použitím druhého vzorce, jako je Siri nebo Brozek popsaný ve výše uvedeném oddíle o hustotě. V důsledku toho procento tělesného tuku vypočítané z kožních řas nese kumulativní chybu z použití dvou samostatných statistických modelů.
Tyto metody jsou proto horší než přímé měření tělesné hustoty a
použití pouze jednoho vzorce pro odhad procenta tělesného tuku. Jedním ze způsobů, jak tyto metody považovat, je, že vymění přesnost za pohodlnost, protože je mnohem pohodlnější provést několik tělesných měření než ponořit jedince do vodních nádrží.
Hlavním problémem všech statisticky odvozených vzorců je, že aby byly široce použitelné, musí být založeny na širokém vzorku jedinců. Přesto je tato šířka činí ze své podstaty nepřesnými. Ideální statistická metoda odhadu pro jedince je založena na vzorku podobných jedinců. Například vzorec tělesné hustoty založený na kožní řase vyvinutý ze vzorku mužských vysokoškolských veslařů bude pravděpodobně mnohem přesnější pro odhad tělesné hustoty mužského vysokoškolského veslaře než metoda vyvinutá pomocí vzorku obecné populace, protože vzorek je zúžen podle věku, pohlaví, fyzické zdatnosti, druhu sportu a faktorů životního stylu. Na druhou stranu je takový vzorec nevhodný pro obecné použití.
Metody odhadu kožních záhybů jsou založeny na testu kožních záhybů, kdy se špetka kůže přesně změří pomocí kalibrátorů v několika standardizovaných bodech na těle, aby se určila tloušťka vrstvy podkožního tuku. Tato měření se převedou na odhadované procento tělesného tuku pomocí rovnice. Některé vzorce vyžadují pouze tři měření, jiné až sedm. Přesnost těchto odhadů závisí spíše na jedinečné distribuci tělesného tuku člověka než na počtu měřených míst. Stejně tak je nanejvýš důležité testovat na přesném místě s pevným tlakem. Ačkoli to nemusí poskytnout přesný údaj o skutečném procentu tělesného tuku, je to spolehlivé měření změny složení těla v průběhu času za předpokladu, že test provádí stejná osoba stejnou technikou.
Odhad tělesného tuku založený na kůžích je citlivý na typ použitého kalibru a techniku. Tato metoda také měří pouze jeden typ tuku: podkožní tukovou tkáň (tuk pod kůží). Dva jedinci mohou mít téměř shodná měření na všech místech kožních záhybů, přesto se značně liší v hladinách tělesného tuku kvůli rozdílům v jiných tělesných tukových zásobách, jako je viscerální tuková tkáň: tuk v břišní dutině. Některé modely tento problém částečně řeší zahrnutím věku jako proměnné do statistiky a výsledného vzorce. U starších jedinců se zjišťuje nižší hustota těla pro stejná měření kožních záhybů, což předpokládá značení vyššího procenta tělesného tuku. Nicméně starší, vysoce atletičtí jedinci nemusí tomuto předpokladu odpovídat, což způsobuje, že vzorce podceňují jejich tělesnou hustotu.
Metody výšky a obvodu
Existují také vzorce pro odhad procenta tělesného tuku z měření hmotnosti a obvodu jedince. Například metoda U.S. Navy Circumference porovnává měření břicha nebo pasu a kyčlí s měřením krku a výšky a další místa tvrdí, že odhadují procento tělesného tuku přepočtem z indexu tělesné hmotnosti.
Americká námořní pěchota a americká armáda také spoléhají na metodu Výška a Obvod. U mužů měří krk a pas těsně nad pupkem. U žen měří kolem boků, pasu a krku. Tato měření jsou porovnávána s tabulkou výška/váha s věkem započteným také. Tato metoda se používá, protože je to levný a pohodlný způsob, jak zavést test tělesného tuku v celém ministerstvu obrany. Tato metoda představuje obzvláštní hrozbu nepřesnosti, protože člověk může držet svůj žaludek ve větším množství, pokud je potřeba splnit požadavky, a/nebo rozšířit krk a zvětšit ho, což má za následek nižší procento tělesného tuku.
Vzhledem k různému složení těla mají ti s větším krkem výhodu oproti těm s menším krkem.