体組成

体力測定において、体組成とは人体のさまざまな構成要素（または「コンパートメント」）を定量化することを指します。^[1]コンパートメントの選択はモデルによって異なりますが、脂肪、骨、水、筋肉が含まれる場合があります。^{[2]性別、身長、体重が同じ2人でも、体組成が異なるため、まったく異なる体型になる場合があります。これは、}体脂肪が少ない、または多い、筋肉が密集している、または骨が大きいなどの理由で説明できます。^[3]

体組成モデルでは、通常、2～6個のコンパートメントを使用して体を表現します。一般的なモデルには以下のものがあります: ^[1]

• 2つのコンパートメント: 脂肪量 (FM) と脂肪のない量 (FFM)
• 3つの区画: 脂肪量 (FM)、水分、脂肪を含まない乾燥質量
• 4つのコンパートメント: 脂肪量 (FM)、水分、タンパク質、ミネラル
• 5つのコンパートメント：脂肪量（FM）、水分、タンパク質、骨ミネラル含有量、非骨ミネラル含有量
• 6つのコンパートメント：脂肪量（FM）、水分、タンパク質、骨ミネラル含有量、非骨ミネラル含有量、グリコーゲン

原則として、コンパートメントの合計は体重と同じでなければなりません。各コンパートメントの割合は、コンパートメント重量を体重で割ることでパーセントとして報告されることがよくあります。個々のコンパートメントは、人口平均に基づいて推定されるか、直接または間接的に測定されます。さまざまなレベルの精度を持つ多くの測定方法があります。通常、より高次のコンパートメントモデルの方が正確です。これは、より多くのデータが必要であり、したがって個人間のより多くの変動を考慮できるためです。4コンパートメントモデルは、ほとんどの変動に対して堅牢であり、各コンポーネントを直接測定できるため、体組成の評価の基準モデルと見なされています。^[1]

体組成測定法にはさまざまな種類があります。4コンパートメントモデルのゴールドスタンダード測定法は、体重測定、静水圧計量法または空気置換容積脈波法による体密度測定、同位体希釈分析法による全身水分量計算、および二重エネルギーX線吸収法（DEXA）によるミネラル含有量測定で構成されています。 ^[1]しかし、DEXAスキャンのみを使用し、これを「ゴールドスタンダード」と呼ぶことも一般的です。^[4]測定法は研究ごとに大きく異なるため、これらの主張はやや疑わしいものです。実際には、使用される測定法は、コスト、可用性、および精度の間でトレードオフになります。

二重エネルギーX線吸収測定法（DEXA）による体組成測定は、さまざまな臨床および研究用途でますます使用されています。DEXAスキャンには放射線科医による医療監督が必要です。DEXAを使用した全身スキャンでは、骨ミネラル含有量（BMC）、骨ミネラル密度（BMD）、除脂肪組織量、脂肪組織量、脂肪の割合など、体組成の正確で精密な測定値が得られます。^[5]

DEXA 測定は、同じタイプの機器を使用すれば再現性が高いため^[6]、薬物療法、栄養または運動介入、スポーツトレーニング、その他の体組成変更プログラムのモニタリングに最適です。また、迅速でシンプル、非侵襲的であり、被験者に浴びせる X 線量は長距離飛行よりも少ないです。DEXA 検査では、全身と最大 14 の領域 (体幹、個々の腕と脚、アンドロイド、女性型など) の結果が得られます。ただし、臨床評価と研究調査における DEXA の役割は、Wang ら^[7]によって疑問視されており、「DXA [DEXA] 法を基準として使用する場合、その誤差は依然として懸念事項である」と述べています。

静水圧計量法は、水中計量法、静水圧体組成分析法、水圧密度測定法とも呼ばれ、生体の密度を測定する技術です。物体が自身の体積の水を押しのけるというアルキメデスの原理を直接応用したものです。

空気置換容積脈波記録法は、水中体重測定の代替として、体容積を測定する方法です。この技術は、水ではなく空気を使用するもので、空気置換容積脈波記録法(ADP) として知られています。被験者は密閉されたチャンバーに入り、チャンバー内の空気の置換によって体容積を測定します。次に、体容積と体重(質量) を組み合わせて体密度を判定します。次に、この技術は、水中体重測定で使用されるもの (脂肪密度と除脂肪質量) と同様の経験的に導き出された方程式を使用して、 体脂肪率と除脂肪体重(LBM) を推定します。

体内総水分量は重水素同位体希釈分析法を用いて効果的に測定できる可能性がある。^[8]

カリウム40は細胞内水に含まれる天然の放射性同位元素ですが、貯蔵されたトリグリセリド（脂肪）には存在しません。全身カウントは体内のカリウム40（40K）の量、つまり総体カリウム（TBK）を測定することができます。これを使用して、脂肪のない体重を直接推定することができます。この方法は、DEXAなどのより新しく正確な技術にほとんど置き換えられています。^[9]

体内の水分量を推定する別の方法は、生体電気インピーダンス分析 (BIA) です。これは、体内の電気の流れの抵抗を使用します。BIA は、水分補給状態と水分摂取量に非常に敏感です。水を飲むと体内の電解質が薄まり、導電性が低下します。これは、体脂肪の増加も同様です。水分補給状態を制御したり、複数のインピーダンス測定を実行したりすることで、体脂肪やその他の変数を推定できます。

InBodyは1996年に世界初の8点触覚電極システムを開発しました。これは、複数の周波数を使用して5つの胴体のインピーダンスを測定する直接セグメント分析方法です。多くのBIA製品は部分的な筋肉と脂肪量の測定を提供しますが、特に胴体のインピーダンスは測定できません。^[10]

8点電極、多周波数測定、直接セグメント分析などの最近の進歩により、^[11] BIAマシンの精度が向上しました。^[12] BIAマシンは、使いやすさ、携帯性、迅速な測定、コスト効率の良さから、医療、フィットネス、ウェルネスの分野で受け入れられています。

AURA Devicesは、体脂肪、筋肉、除脂肪量、水分量などを追跡するApple Watch用の最初のスマートストラップを含む、数多くのウェアラブル生体インピーダンストラッカーを開発し、発売しました。^[13]

ボディボリュームインデックス（BVI）は、体型を測定するために使用される技術です。当初、BVI技術は白色光スキャンマシンを使用して個人の体型を測定しました。^[14]しかし、最近の3D測定の技術的進歩により、スマートフォンで撮影した画像を使用してBVIを計算できるようになりました。個人の3Dシルエットを作成するには2つの画像が必要です。この3DシルエットをMRIデータと比較することで、体の体積と脂肪分布を計算できます。

体組成は、測定ノギスを使用して行われる皮下脂肪テストによっても測定できます。このテストは、次の 9 つのステップで実行できます。

1. 体の右側を測定します。
2. クライアントをマークアップします。
3. マークより上の皮膚（KM）をつまむ
4. 筋肉から脂肪を引き離す
5. ノギスをマークの上下の中間に置きます
6. キャリパーが落ち着くまで待つ（1～2秒）
7. 読み取る – 15秒間繰り返す
8. 合計（4）-平均
9. 体脂肪率を計算する

一般的な皮下脂肪測定法は、ガンタイプのキャリパーを使用して、体の複数の場所の皮下脂肪の厚さを測定する方法です。これには、腹部、肩甲骨下領域、腕、臀部、太ももが含まれます。これらの測定値は、その後、体脂肪の総量を推定するために使用されます。

超音波は皮下脂肪の厚さを測定するためにも使用されており、複数のポイントを使用することで体組成を推定することができます。超音波の利点は、筋肉の厚さを直接測定し、筋肉内脂肪を定量化できることです。^[15]腹部では、超音波検査は皮下脂肪と内臓脂肪の両方を定量化するのに役立つツールです。^{[16] [17]}超音波検査は非侵襲的で電離放射線を使用しないため、CTスキャンやMRIに比べて多くの利点があり、特別な集団にとってよりアクセスしやすいです。^[18]

定量的磁気共鳴（QMR）は、体内に磁場を当て、脂肪と除脂肪量内の水素原子の緩和率の差を測定します。^[19]磁気共鳴画像（MRI）と同様に機能しますが、MRIのように画像を提供する代わりに、QMRは脂肪量、除脂肪量、および総体水分量を提供します。QMRは、マウスなどの実験動物^[20]や鳥などの野生動物を含む動物の体組成分析にも広く使用されています。^[21]

体性（骨格）タンパク質の評価は、通常、中腕周囲径（MAC）、中腕筋周囲径（MAMC）、クレアチニン身長比（CHI）などの簡単な測定と計算によって行われます。クレアチニン身長比は、24時間尿クレアチニンに身長から予想される24時間尿クレアチニンの100倍として計算されます。この計算により、タンパク質の枯渇を示すパーセンテージが得られます。^[22]

体組成を判定する多くの方法では、体重計で測定された体重が測定基準として使用されます。身長や年齢などのその他の詳細は、他の測定値と相関関係にある場合があり、推定式でよく使用されます。

上記の方法は、それぞれ有効であり、被験者の「真の体組成」を決定するために使用できる測定値を提供するという点で注目に値します。ただし、各方法には、正確性、精度、費用などの個別の制限があり、方法の組み合わせにも制限があります。多くの場合、ある期間から次の期間への相対的な変化が最も重要です。個人がすべての要素を可能な限り同じに保つことができれば、体重測定などの単純な方法でさえ、組成の真の変化を決定するのに十分な情報が得られる可能性があります。^[23]

理想的な体脂肪率は、個人の性別、年齢、身体活動によって異なります。例えば、30歳の女性と30歳の男性では、理想的な体脂肪率が異なります。アスリートと非アスリートでは理想が異なり、スポーツによっても異なります。^[24]

脂肪量を減らす、除脂肪量を増やす、またはその両方に役立つ身体活動は、誰にとっても同じです。有酸素運動は、カーディオ（心臓）運動としても知られ、脂肪を減らします。特に、高強度インターバルトレーニング（HIIT）は内臓脂肪を減らすのに役立ちます。内臓脂肪は内臓の近くにありますが、皮下脂肪は皮膚のすぐ下にあります。前者は代謝の悪さとより密接に関連しています。骨と筋肉を強化する運動は、レジスタンストレーニングとしても知られ、脂肪量を減らし、同時に除脂肪量を増やしますが、後者の方が効果的です。反復運動による怪我を防ぐために、人々は体の異なる部分でレジスタンストレーニングを異なる日に行う必要があります。^[25]

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