Мышечный компонент массы тела
Под компонентным составом массы тела понимается количественное (выраженное в кг или %) соотношение метаболически активных и малоактивных тканей. К метаболически активным тканям относятся: мышечная, костная, нервная ткани, а также ткани внутренних органов, к малоактивным — подкожный и внутренний жир, составляющий энергетический запас организма. Среди различных методов определения компонентного состава массы тела выделяется своей общедоступностью аналитический метод, предложенный чешским антропологом Я. Матейко (1921). Нахождение жирового, мышечного и костного компонентов массы тела происходит по специальным формулам с учетом антропометрических данных и метода калиперометрии.
Определение веса безжировой массы (БМ) производится по формуле Бенке:
,
где n = 3,14;
Z — рост стоя, см;
,
где а — ширина плеч, см;
b — поперечный диаметр грудной клетки, см;
с — ширина таза (тазо-гребневый размер), см;
d — ширина тaзa (межвертельный размер), см;
е — ширина двух сомкнутых колен, см;
q — окружность голени минимальная, см;
h — окружность предплечья минимальная, см.
Площадь поверхности тела определяется по формуле Изаксона:
,
где S — площадь поверхности тела (V);
Р — вес тела, кг;
Z — рост стоя, см;
Z = (160 + Z) разница роста тел испытуемого от 160 см с указанием знака плюс или минус.
Для определения абсолютного количества жирового компонента (Д) используется формула Я.Матейко:
,
где S — площадь поверхности тела;
k — константа, равная 1,3;
d — средняя толщина подкожного жира вместе с кожей, равная полусумме семи (у женщин) или восьми (у мужчин) кожно-жировых складок:
,
Относительная масса жирового компонента в % (Д1) определяется по формуле:
,
где Д — абсолютная величина жирового компонента, кг;
Р – вес тела, кг.
Определение абсолютного количества мышечного компонента (М) в кг производится по формуле Я. Матейко:
,
где Z — рост стоя, см;
k — константа, равная 6,5;
r — средняя величина окружностей плеча, предплечья, бедра и голени за вычетом кожно-жирового слоя этих же звеньев тела определяется по формуле:
Сумма жировых складок плеча, предплечья, бедра, голени:
Так как на плече измеряются жировые складки на передней и задней части поверхности, то берется полусумма этих двух складок.
Относительная величина мышечного компонента в % (M1) определяется по формуле:
,
где М — абсолютное количество мышечного компонента, кг;
Р — вес тела, кг.
Для определения абсолютной массы костного компонента (О) берется формула Я. Матейко:
,
где О — абсолютное количество костного компонента, кг;
Z — рост стоя, см;
k— константа, равная 1,2;
о2 — квадрат средней величины поперечных диаметров дистальных частей плеча, предплечья, бедра и голени.
Относительная величина костного компонента в % (О1) определяется по формуле:
,
где О1 — абсолютное количество костного компонента, кг;
Р — вес тела, кг.
Удельный вес (УВ) тела определяется по формуле:
где Д1 — относительный вес жировой массы тела, %,
M1 — относительный вес мышечной массы, %,
O1 — относительный вес костной массы, %.
При исследовании функционального состояния спортсменов используется целый комплекс методик, среди которых довольно широкое распространение получила методика определения состава тела, предложенная чешским исследователем Матейкой (1921). Дело в том, что эта методика чрезвычайно проста и доступна, а показатели состава тела, полученные с помощью ее, являются ценным дополнением к другим данным, позволяющим охарактеризовать функциональное состояние конькобежцев и фигуристов.
При оценке показателей состава тела наибольшее внимание уделяется анализу соотношения мышечного и жирового компонентов в различные периоды тренировочного макроцикла. Это связано с тем, что мышечный и жировой компоненты веса тела довольно лабильны. Так, бывает, что вес спортсмена остается постоянным в тренировочном цикле, в то же время соотношение его мышечного и жирового компонентов существенно изменяется.
Известно, что имеются различия в составе тела у спортсменов и спортсменок, занимающихся конькобежным спортом и фигурным катанием. Здесь следует заметить, что порой возникают трудности при характеристике их, в особенности при характеристике соотношения мышечного и жирового компонентов веса тела, так как литературные сведения по этому вопросу довольно отрывочны. Кроме того, многие данные не могут быть использованы для сравнительной оценки, так как были получены 7 — 10 и более лет назад, а за этот период существенно изменилась методика подготовки спортсменов, повысились разрядные нормативы и уровни рекордов. Все изложенное свидетельствует о том, что возникла необходимость провести специальное исследование и оценить соотношение мышечного и жирового компонентов веса тела у представителей конькобежного спорта и фигурного катания, что нами и было сделано.
Обследовалось 116 высококвалифицированных (не ниже I разряда) спортсменов и спортсменок, из них 57 человек занималось конькобежным спортом, 59 — фигурным катанием (табл. 1 и 2).
Мышечный и жировой компоненты веса тела определялись по методу Матейки. Для определения жировой массы производилось измерение калипером толщины кожножировых складок в 8 местах правой половины тела (по схеме Лутовиновой Н. Ю., Уткиной М. Н.,
Чтецова В. П., 1970): в области спины — под нижним углом лопатки; в области живота — на уровне пупка; в области груди — по подмышечному краю; на передней поверхности плеча — над двуглавой мышцей (примерно на середине плеча); на задней поверхности плеча — над трехглавой мышцей плеча (примерно на середине плеча); на внутренней поверхности предплечья; на передней поверхности бедра — над прямой мышцей бедра, несколько ниже паховой связки; на задней поверхности голени — в области икроножной мышцы.
Расчет абсолютного количества жировой массы тела производился по формуле Матейки:
D = d . S . k,
где D — вес жирового компонента (в кг);
d — средняя толщина кожножировой
складки (в мм);
S — поверхность тела (в м2);
k — коэффициент, равный 0,13, полученный экспериментально на анатомическом материале.
Абсолютный вес мышечной ткани рассчитывался по другой формуле Матейки:
М = L . r2 . К,
где М — абсолютная масса мышечной ткани (в кг);
L — длина тела в (см);
К — константа, равная 6,5. Величина
r определялась следующим образом:
сумма обхватов (плеча, предплечья, бедра, голени)
r =
—————————————————— —
25,12
суммарная толщина жировых складок на плече (спе-
—
———————————————————
100
реди и сзади), предплечье, бедре, голени.
Относительный вес жировой и мышечной массы, выражаемый в процентах, рассчитывается из соотношений:
Д,
кг • 100% .
Д, % = ————————— ;
Вес тела, кг
М,
кг • 100%
М, % = ————————— .
Вес тела, кг
Как видно из табл. 1, относительный вес мышечной и жировой массы имеет некоторое различие у конькобежцев — многоборцев и спринтеров. Как у мужчин, так и у женщин-спринтеров относительный вес мышечной и жировой массы оказался несколько выше, чем у многоборцев.
Важной составляющей антропометрического исследования является определение состава массы тела. Это связано с тем, что характер деятельности и питания отражается на изменчивости состава тела человека. При усиленной физической тренировке нарастает мышечная масса и теряется избыточный жир, а ограниченная двигательная активность (гипокинезия) вызывает увеличение запасов жира и уменьшение мышечной массы. Запасы жира увеличиваются при усиленном питании и расходуются при специально подобранной диете. Во многих видах спорта уменьшение массы тела при ограничениях в диете является одной из сложных и актуальных проблем (например, для штангистов и боксеров на этапе предсоревновательной подготовки), в решении которой, помимо учета энергетического баланса, важное место занимает анализ состава массы тела.
Существует несколько моделей состава массы тела человека, из которых наиболее популярны следующие:
1. масса тела = общий жир + вес скелета + скелетные мышцы + вода.
2. масса тела = жир тела + обезжиренная масса тела.
Принято выделять относительно активную и малоактивную в энергетическом отношении массу тела. К малоактивной массе тела относят жир тела, а к активной — обезжиренную массу тела.
Определение всех этих компонентов массы тела в полном объеме не всегда возможно при массовом обследовании спортсменов и лиц, занимающихся оздоровительной физической культурой. С целью получения срочной информации обычно ограничиваются определением весовых показателей жировой и мышечной массы тела.
Для определения жировой массы или абсолютного количества жирового компонента в массе тела используют формулу Матейки, имеющую следующий вид:
D = d • S •k,
где D — общее количество жира в килограммах, d — средняя толщина слоя подкожного жира вместе с кожей в миллиметрах, S — поверхность тела в квадратных сантиметрах, а k- константа, равная 0,13, она получена экспериментальным путем.
Среднюю толщину подкожного жира вместе с кожей вычисляют следующим образом:
d = (dl + d2 + d3 + d4 + d5 + d6 + d7 + d8) / 16,
где dl. . . d8 — толщина кожно-жировых складок (в мм) соответственно на плече (спереди и сзади), предплечье, спине, животе, бедре, голени и груди. Необходимо учитывать, что при определении величины d у женщин используют семь складок, так как складку на груди не измеряют. В соответствии с этим сумму семи складок делят не на 16, а на 14.
Приведенная формула может быть использована для определения общего жира у лиц мужского и женского пола в возрасте от 16 лет и старше.
Процентное содержание жира в массе тела определяют следующим образом:
% жира = D*100/W
где D — общий жир (кг); W — масса тела (кг).
Рассчитанный показатель может быть использован для определения активной массы тела (АМТ) по следующей формуле. Чтобы получить АМТ (в кг), из массы тела следует вычесть массу жира D.
Как правило, чем выше содержание жирового компонента у спортсменов, тем ниже показатели выносливости и ее физиологических характеристик (таких, как максимальное потребление кислорода, величина физической работоспособности по тесту PWC170 и др.).
Для определения мышечной массы или абсолютного количества мышечной ткани (метаболически наиболее активной ткани тела) используют формулу Матейки:
М = L • г • k
где М — абсолютная масса мышечной ткани в килограммах, L — длина тела в сантиметрах, г — среднее значение радиусов плеча, предплечья, бедра, голени (без подкожной клетчатки и кожи) в сантиметрах, а k — константа, равная 6,5. Величина г определяется по формуле:
r = сумма 4 обхватов / 25,12 – сумма 5 жировых складок / 100
где в первую сумму входят обхваты плеча, предплечья, бедра и голени, а во вторую сумму — толщина жировых складок в области плеча (спереди и сзади), предплечья, бедра и голени.
У спортсменов, занимающихся теми видами спорта, которые требуют продолжительного перемещения тела в пространстве, мышечная масса достигает умеренных величин, а у спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми и силовыми видами спорта, она составляет 50% и более от общей массы тела.
Расчет жировой массы и расчет тощей массы тела.
Если Вы прочли раздел «индексы массы тела«, то Вы наверняка поняли, что ценность показателей индексов массы очень относительна. Как тогда понять насколько отличается физическое состояние человека от его нормы? Для этого существует другой подход, ориентированный не на общий вес, а на вес отдельных систем организма. Даже в случаях соответствия массы тела идеальным показателям, необходимо знать компонентный состав тела, для полного заключения о состоянии обмена веществ. Тело человека состоит из разных тканей. Существуют двух, трех, четырех-компонентные и пятиуровневая многокомпонентная модели описывающие состав организма. Чтобы не усложнять чтение материала в дальнейшем, «по умолчанию» мы будем использовать четырехкомпонентную модель, в частности такой, какой ее представлял в своих исследованиях Й. Матейка. Он разделил все компоненты тела на четыре больших группы тканей: костная, ткань внутренних органов, мышечная и жировая ткани. В случае идеального соотношения этих четырех компонентов, можно говорить о хорошем «составе тела», и если при этом вес тела находится в статистически идеальном диапазоне, то можно говорить об «абсолютной» норме веса.
Простым, но важным показателем является тощая масса тела. Это масса, полученная в результате вычета из общего веса вес жировой массы. Часто тощую массу тела используют для расчета потребляемой энергетической составляющей рациона. Однако при этом неплохо учесть и тип этой тощей массы. Удельное потребление тощей массы тела (пересчет общей потребляемой энергии на единицу тощего веса) будет разным у разных по конституции и особенностям метаболизма людей. Структура питания людей с разным показателем тощей массы тела будет также разной.
Очень важно знать также и жировую массу тела. Это вес всей жировой ткани находящейся в организме. Так как жировая ткань полноценно участвует в общем обмене веществ, необходимо знать ее количество. Однако при этом нельзя забывать и о типе жировой массы, которая определяется ее расположением. Так, например, жировая масса находящаяся подкожно в области конечностей и жировая ткань, расположенная в большом и малом сальнике (внутри брюшной полости) отличаются по своему биохимическому воздействию на организм. Кроме того условия накопления этих двух вариантов размещения жира в теле различны.
таблица содержания жира в организме
Норма количества жира в организме % | |
Норма жировой массы у женщин в возрасте: | |
| до 20 лет | 14% — 21% |
| от 20 до 50 лет | 17% — 27% |
| старше 50 лет | 20% — 30% |
Норма жировой массы мужчин в возрасте: | |
| до 20 лет | 9% — 15% |
| от 20 до 50 лет | 17% — 27% |
| старше 50 лет | 19% — 23% |
В тоже время при нормальном весе и недостатке костной массы можно подозревать наличие остеопении. При нормальном весе и недостатке мышечной ткани можно говорить об относительном ожирении, так как недостаток мышечной ткани в данном случае «компенсирует» жировая масса и так далее. Причем, надо отметить, что индивидуально, такое скрытое ожирение, которое возникает на фоне нормального веса и хорошего показателя BMI (ИМТ) переносится пациентами зачастую так же тяжело (одышка, утомляемость и т.д.) как и при явном увеличении веса тела, но с нормальным мышечным компонентом. Однако необходимость выявления таких состояний диктуется разным подходом к лечению.
Биоимпедансные измерители состава тела
В последнее время были созданы приборы, так называемые анализаторы состава тела, основанные на электрических измерениях сопротивления току. Названия и термины, используемые в этой методике, заимствованы из теории электрических цепей. Так, например, импедансом называют полное электрическое сопротивление системы (в данном случае тканей организма, что в переносе на биообъекты дает – биоимпеданс). При этом используется измерение сопротивления постоянному и переменному току на разных частотах. Наличие разных частотных диапазонов позволило повысить точность измерений.
Несмотря на то, что биоимпедансные измерители позиционируются производителями как идеальные, наиболее точные и т. д., надо отметить, что они не могут превосходить антропометрические по самой своей сути. Дело в том, что по своей технологии измерение сопротивления тканей может лишь относительно (с учетом введенного в расчеты веса, возраста, роста) сказать об отличии сопротивления их в сторону снижения или увеличения. Так как сопротивление току у жировой ткани значительно выше чем у мышечной (ее проводимость принимается равной 0), то при его общих высоких показателях можно ожидать преимущественно наличие жира (особенно при сочетании с общим повышенным весом, который узнается по первоначально вводимым данным).
Усредненные значения удельного эл. сопротивления некоторых тканей
Биологическая ткань | Удельное сопротивление Ом/м |
| Спинномозговая жидкость | 0,65 |
| Кровь | 1,5 |
| Нервно-мышечная ткань | 1,6 |
| Лёгкие (без воздуха) | 2,0 |
| Мозг (серое вещество) | 2,8 |
| Скелетные мышцы | 3,0 |
| Печень | 4,0 |
| Кожа | 5,5 |
| Мозг (белое вещество) | 6,8 |
| Лёгкие при выдохе | 7,0 |
| Жировая ткань | 15 |
| Лёгкие при вдохе | 23 |
| Костная ткань | 150 |
Однако при этом признается и та проблема, что сопротивление других компонентов (мышечного, внутренних органов и др.) их которых складывается общая картина, зависит от многих других факторов. Среди них — относительная степень гидратации тканей (насыщенность их водой), распределение кровообращения (например, централизация или депонирование крови, в органах пищеварения наблюдаемое после приема пищи или приток крови к кожным покровам при изменении окружающей температуры). Влияет и степень влажности кожных покровов в месте прилегания электродов и степень кровенаполнения этих мест и так далее. В конце концов, определив (в какой-то степени виртуально) содержание жира в организме, делается программный пересчет его на все остальные компоненты тела.
Как правильно определить содержание жира в организме
Сегодня существуют также и более сложные и возможно, перспективные методы исследования компонентного состава организма. Сюда можно отнести и магниторезонансную спектроскопию (для исследования молекулярного состава тканей), импедансную томографию — как дальнейшую разработку импедансных методов исследования, рентгеновскую денситометрию с использованием трех энергий излучения и т. д.
Многие из этих методов дороги, сложны и громоздки, поэтому применяются в основным в экспериментальных и научных целях. Я привожу описание всех этих способов определения компонентного состава организма для того, чтобы читателю стало понятно, что определить свой вес — совершенно недостаточно для составления полной картины состояния организма.
Библиографическое описание:
Агейкин, А. В. Оценка компонентного состава тела детей-спортсменов 11–12 лет, занимающихся каратэ кёкусинкай в г. Пенза / А. В. Агейкин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2014. — № 12 (71). — С. 381-383. — URL: https://moluch.ru/archive/71/12181/ (дата обращения: 15.07.2020).
Базовым показателем физического развития человека в процессе эволюции принято считать массу тела, которая складывается из различных тканей организма. Главные из них, а именно, костная, мышечная и жировая ткани, определяют компонентный состав тела человека. Для его оценки используют различные методы исследования. Наиболее доступным из них является аналитический метод, предложенный чешским антропологом Я. Матейко (1921) [5, 6,], который и был применен в ходе данной исследовательской работы.
Было обследовано 30 мальчиков — школьников, занимающихся каратэ Кекусинкай. Стаж занятий: 3 года –3 человека (10 %); 4 года — 10 человек (33,3 %); 5 лет — 17 человек (56,7 %) в возрасте 11–12 лет, проживающих в г. Пенза. Исследования проводились в физкультурно-оздоровительном диспансере на территории Пензенской областной клинической больницы им. Бурденко. Обследованные дети не отличались по социальному статусу семьи (средний), характеру и сбалансированности питания, количеству и продолжительности тренировочных процессов (3 раза в неделю по 1,5 часа) и не имели хронических заболеваний. При этом учитывалось добровольное информированное согласие родителей на проведение измерений.
Обследование включало объективный осмотр с антропометрией: определение тотальных, парциальных размеров тела, а также толщины подкожно-жировых складок (на передней и задней поверхности плеча, на предплечье, под нижним углом лопатки, на груди, животе, бедре, голени).
Расчёт жирового, мышечного и костного компонентов массы тела осуществлялся по специальным формулам, указанным ниже, с учетом антропометрических данных и метода калиперометрии.
Абсолютное количество жирового компонента в массе тела рассчитывалось по формуле:
D = dSk,
где D — общее количество жира (вместе с кожей), кг; d — половина среднего значения толщины жировой складки (вместе с кожей) на плече спереди и сзади, предплечье сзади, бедре спереди, голени сзади, груди, животе, спине, мм; S — поверхность тела, м²; k — константа, равная 1,3.
d = d1 + d2 + d3 + d4 + d5 + d6 + d7 + d8 /16,
где d1…d8 — толщина кожно-жировых складок, мм.
Площадь тела (S) (м2) = ((100+вес (кг) + (длина тела (см)– 160))/100
Относительное количество жирового компонента определялось по формуле:
D1 = (D×100) / P,
где D1 — относительное количество жирового компонента, %; D — абсолютное количество жирового компонента, кг; P — масса тела, кг.
Абсолютное количество мышечного компонента в массе тела рассчитывалось по формуле:
M = Lr²k,
гдеM — абсолютное количество мышечной ткани, кг; L — длина тела, см; r — средние значение радиусов плеча, предплечья, бедра и голенибез подкожного жира и кожи, см; k — константа, равная 6,5.
r= R — d,
где r — средние значение радиусов плеча, предплечья, бедра и голенибез подкожного жира и кожи, см; R — средние значение радиусов плеча, предплечья, бедра и голенисподкожным жиром и кожей, см; d — толщинаподкожного жира и кожи плеча, предплечья, бедра, голени, мм.
R= L/2π,
где L — средняя длина окружностей плеча, предплечья, бедра и голени, см.
Относительное количество мышечного компонента определялось по формуле:
M1 = (M×100) / P,
где M1 — относительное количество мышечного компонента, %.
Абсолютное количество костного компонента в массе тела рассчитывалось по формуле:
О = LO²k,
где О — абсолютная масса костной ткани, кг; L — длина тела, см; O² — квадрат средней величины диаметров дистального частей плеча, предплечья, бедра и голени, см; k — константа, равная 1,2.
Относительное количество костного компонента определялось по формуле:
O1 = (O×100) / P,
где O1 — относительное количество костного компонента, %.
При оценке компонентного состава тела мальчиков в возрасте 11–12 лет, занимающихся каратэ Кекусинкай, было выявлено: среднее абсолютное и относительное количество костного компонента = 11,87±1,85 кг (29,3 %); среднее абсолютное и относительное количество мышечного компонента = 14,04±0,61 кг (34,6 %); среднее абсолютное и относительное количество жирового компонента = 9,59±1,07 кг (23,6 %) — рисунок 1.
Рисунок 1. Средние относительные значения компонентного состава тела детей-спортсменов 11–12 лет
Данное исследование показывает, что уровень физического развития обследованных мальчиков — спортсменов 11–12 лет соответствует нормам физиологического и морфологического развития детей этой возрастной группы. Имеются также и некоторые особенности в развитии детей данного возраста, занимающихся спортом, а именно: увеличение среднего абсолютного и относительного значений мышечного компонента. Преобладание мышечного компонента говорит о более раннем начале усиленного роста мышечной массы у мальчиков — спортсменов в этот возрастной период по сравнению с мальчиками этого возраста, не занимающихся спортом.
Литература:
1. Алексанянц Г. Д., Абушкевич В. В., Тлехас Д. Б., Филенко А. М., Ананьев И. Н., Гричанова Т. Г. Спортивная морфология, учебное пособие.- М., 2005.– 92 с.
2. Башкиров П. Н. Учение о физическом развитии. — М., МГУ, 1962.– 399 с.
3. Никитюк Б. А., Гладышева А. А. Анатомия и спортивная морфология: Учебное пособие для ИФК. — М.: ФиС, 1989. — 387 с..
4. Мартиросов Э. Г Морфологический статус в экстремальных условиях спортивной деятельности / Э. Г. Мартиросов // Итоги науки и техники. Антропология. Т. 1. — М.: ВИНИТИ, 1985. — 83 с.
5. Мартиросов Э. Г. Методы исследования в спортивной антропологии /Э. Г. Мартиросов. — М.: Физкультура и спорт, 1982. — 200 с.
Основные термины (генерируются автоматически): жировой компонент, костный компонент, масса тела, мышечный компонент, длина тела, формула.