Biophysikalische Indikatoren zur Ermittlung des Ernährungszustandes

Der Zustand des menschlichen Organismus lässt sich nicht nur hinsichtlich seiner (bio)chemischen Eigenschaften, nämlich dem Zustand des Stoffwechsels, beschreiben, sondern auch durch biophysikalische Messgrößen, wie Form, Festigkeit, Temperatur, usw. Solche Art von Daten sind Teil von bereits beschriebenen Methoden, wie z.B. der Betrachtung des äußeren Erscheinungsbildes (klinische Mangelzeihen) (s. Kap. 3.3) und die Messung der Körpermaße (Anthropometrie) (s. Kap. 3.4). Bereits bei der letzten Methode werden entsprechende Geräte, die physikalische Meßgrößen erfassen benutzt; im folgenden sollen auf einige weitere solcher Messungen hingewiesen werden. Dieser Bereich stellt im Rahmen der Methoden zur Erfassung der Ernährungs- und Gesundheitszustandes nur einen Randbereich dar. (Kap. 3.6 - aus OLT134) 

Hinweis auf Nutzung von Photoapparaten zur Dokumentation der Erhebung im allgemeinen; aber auch von Besonderheiten (unklare Diagnosen - äussere Zeichen am Körper)
(SM Garn: The use of photographs in Nutritional Surveys. Letter to Ecol Food Nutr. 5(2) 115 (1976) (scan im Archiv) (Fotos - Portions Größen; Photo-Food Atlas)

Mittels verschiedener Meßmethoden, die unterschiedliche Arten von Strahlungen benützen (Ultraschall, Röntgenstrahlen, radioaktive Strahlen) kann die Körperzusammensetzung ermittelt werden (s.Kap. 3.4.). (Lichtdurscheinung am Kopf des Säuglings; je größer "Illuminationsradius" desto weniger Knochenentwicklung). Insbesondere die Röntgen-Strahlung wird auch zur Charakterisierung des Knochengewebszustandes eingesetzt, und hilft somit bei der Beschreibung der damit zusammenhängenden Nährstoffe und auch Nicht-Nährstoffe (wie z.B. Blei-"Saum" an Knochen und Zähnen, als Indikator für die Bleibelastung). Dies dient bei Kindern auch zur Ermittlung des biologischen Wachstumszustandes (Altersermittlung). (Soft-Tissue-Radiographie)

Zum Bereich der Anwendung von Strahlung zählt die Messung von Strahlen-Reflektionen. Die Ultraschall-Messungen sind praktisch ein Bindeglied, denn sie gehen in den Körper hinein und werden an Phasengrenzen reflektiert. Sichtbare Strahlen werden an der Hautoberfläche reflektiert, und solche Reflektanz-Messungen dienen zur objektiven Ermittlung von (Haut-) Farben; wobei "hellere" Haut bzw. Haarfarben zu den PEM-Zeichen gehören, und "gelbe" Haut deutet auf Leberstoffwechselstörungen hin.  (Mikroskop - verändert Morphologie der Haarwurzeln) (Latham A / PublikationB)

(Anm: wichtige Organe Leber, Herz, Hirn - im Prinzip so zugänglich;  nähere Informationen - Biopsien - für Epidemiologie keine Möglichkeit; nur Klinik, bzw. Pathologie. Das trifft auch für die Körperdichtmessungen zu; Verteilung von D₂O oder ⁴⁰K; das "Unterwasser"_Gewicht als Maß der Körperdichte)

Die verschiedenen Bestandteile von Zellen können durch verschiedene Farbstoffe, die besondere (Komplex-)Bindungen miteinander eingehen spezifisch angefärbt und sichtbar gemacht werden. In Zellen verändern sich Bestandteile in Abhängigkeit vom Ernäh-rungszustand. So sind im Vitamin A-Mangel Haut- und Bindegewebszell-Oberflächen (dies betrifft vor allem Augen- und Mundregio¬nen) verändert; dies kann durch Anfärbungen besser sichtbar gemacht werden.

Bei Unterernährung kann man ein Absinken der Körpertemperatur unterhalb des Standards von 37o C feststellen. Dies ist jedoch nur in schweren Unterernährungszuständen deutlich. Es wurde versucht durch einen Belastungstest die Empfindlichkeit der Methode zu erhöhen. Unter definierten Bedingungen gibt man eine Hand in kaltes Wasser, misst die Temperatur an der Hautoberfläche und wartet ab, bis sie wieder ihren Normalwert erreicht hat. Je länger die "Aufwärmzeit" in diesem "Cooling-Rewarming-Test" desto deutlicher wird eine Unterernährung angezeigt (Kamimura - J Nutr Sci Vit 19_375_1973).

Die Funktion der Nervenleitungen hängt vom Ernährungszustand ab; die eingeschränkten Funktionen können als Indikator dienen. Ein Zeichen von Vitamin A-Mangel ist die verminderte Anpassungsfähig¬keit der Sehnerven bei Situationen mit geringen Helligkeiten (Nachtblindheit). In PEM und bei Zinkmangel sind die Geschmacks-empfindlichkeiten vermindert.

Durch verminderte Nervenleitungs-Funktionen verändert sich auch die körperliche Geschicklichkeit von Menschen (Grob- und Fein-Motorik); solche Koordinationstörungen wurden vor allem in ver¬schiedenen Vitamin B-Mangelzuständen beobachtet und zur Diag-nose herangezogen. Diese Tests gehen dann in den Bereich der körperli¬chen Leistungsfähigkeit ("Fitnesstest") über (s.S.191).

Die Nervenleitung kann mittels Messung der dabei entstehenden elektrischen Ströme gemessen werden (Elektroneurogramm). Dies finden z.B. Anwendung in der Herz- und Hirn-Tätigkeitsmessung (EKG, EEG) und auch in der Messung der Muskelbewegungen (Elektro-Myogramm; z.B. für Kaubewegungen beim Essen). In PEM und Vitamin B1-Mangel sind die Nervenleitungsgeschwindigkeiten vermindert, und ebenso durch einige Umweltchemikalien, wie z.B. Blei.

Die elektrische Leitfähigkeit des Körpers kann dazu dienen die Körperzusammensetzung zu ermitteln (z.B. Körperfett,essung durch Bioimpedanz)

Ein Ausdruck der verminderter Nervenleistungen bei Fehlernährung sind die verminderten geistigen Fähigkeiten. Für diese gibt es eine Reihe von psychometrischen Tests, die vor allem die Entwicklung der Kinder betreffen. Je nach Alters- bzw. Entwicklungsstufe sind die zu lösenden Aufgaben bzw. zu zeigenden Fähigkeiten anders aufgebaut. Auch für Erwachsene gibt es solche Tests. Diese Tests sind relativ aufwendig und es Bedarf grosser Erfah-rungen diese richtig durchzuführen und deren Ergebnisse richtig zu bewerten. Dazu müssen die entsprechenden Fachpersonen, in der Regel (Entwicklungs-)Psychologen herangezogen werden. Die Tests sind für die klinischen Untersuchungs-Situationen entwickelt worden; doch sind die Forschungen in den Bereichen "Ernährung und geistige Entwicklung", "Ernährung und Verhalten des Menschen" so wichtig, da@ es doch Anpassungen dieser Methoden für ernährungsepidemiologische Studien gibt. Darüberhinaus stellen die psychometrischen Methoden einen interessanten Bereich dar, mit dem die Ernährungszustands-Indikatoren in Beziehung gebracht werden können, um für sie entsprechende Beurteilungs-Grenzwerte zu ermitteln (s.S.166). (Beispiel für Performance Test - AAHPER-Youth_Fitness_Test - American Assoc. Health Phyiscal Education, Recreation - Klimmzüge, Balancieren, Kniebeugen; Springen, Richtungswechsel- und Geradeaus-Laufen u.a.)

Die hier bekannten Methoden sind ein umfangreiches Spezialgebiet und es müssen die Fachleute (Kinderärzte, Entwick-lungspsychologen) bei entsprechenden Studien herangezogen werden. Die Intelligenz ist zwar relativ gut me@bar, doch eben von dem gesamten Lebensweg und nicht nur der Ernährungs-Vorgeschichte ab¬hängig. Die Wirkungen der Ernährung auf die Persönlichkeit und das Seelenleben des Menschen, sowie das damit zusammenhängende Verhalten wird heute zunehmend untersucht. Aus dem Ernährungsver¬halten kann auf die persönlichen Eigenschaften geschlossen werden ("Sage mir was Du ißt, und ich sage Dir wer Du bist" FEUERBACH) und natürlich auch aus seinen Aktivitäten, seinem Tagesablauf (s. Kap. 3.2).

Die körperliche Leistungsfähigkeit hängt unmittelbar von der Bereitstellung von genügend Energie für die Erbringung der körperlichen Anforderungen ab. (weiter im eigener Datei)

ergänzend: - Biometrie  - Lungenfunktionsmessung - Tomographie

Messung der Ess-Geschwindigkeit (spezielle prozess-IT-gesteuerte Waagen: Mandometer  / wis. Studie dazu BMJ 2010

PANDEMIE-PRÄVENTION   Experten gegen Wärmescanner auf Flughäfen

http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,621716,00.html

Die Haut gibt Stoffe ab - Schweiß (Verlust von Mineralstoffen);
auch andere Substanzen - z.B. Antioxidantien - Test/Handscanner als Prototyp entwickelt - Methode zur Ermittelung der "gesunden" Ernährung. (Infos Feb_2011; Jürgen Lademann - Charite Berlin; Morgenpost Berlin; Die Zeit)
(Meldung vom 15.12.2011)
Shitanda, I. et al.: Wearable Ion Sensors for the Detection of Sweat Ions Fabricated by Heat-Transfer Printing. ACS Sens. https://doi.org/10.1021/acssensors.3c01027 (15.06.2023)
⇔  Sweat it out: Novel wearable biosensor for monitoring sweat electrolytes for use in healthcare and sports - The device transmits measurements wirelessly and can be seamlessly applied to the outer surface of textiles. link bei www.eurekalert.org 06.07.2023

Neuartige Sensoren Kleidung überwacht Puls, Atmung, Blutdruck. Spiegel 28.11.2017; Standard (Wien) 28.11.2017 ⇒⇒ Hui, X., Kan, E.C.: Monitoring vital signs over multiplexed radio by near-field coherent sensing.  Nature Electronics doi.org/10.1038/s41928-017-0001-0 2017

Gao, W. et al.: Fully integrated wearable sensor arrays for multiplexed in situ perspiration analysis. Nature 529, 509–514 (28 January 2016) doi:10.1038/nature16521  - Sweating for Science - link bei www.bionity.com - - Schweiß-Sensor misst Gesundheitsdaten in Echtzeit, Tagesspiegel 28.01.2016
- Kuehn, B.M.: Wearable Biosensors Studied for Clinical Monitoring and Treatment.   JAMA 2016 - 316(3):255-257. doi:10.1001/jama.2016.6240. 

Vorlesungsumdruck - biophysikalische Parameter

Stufen - erst Ultraschall-Messung; / Röntgen-Methoden; dann Computertomogramme (CT); Kernspintomographie (bildgebende DiagnoseVerfahren) - Facharzt - diagnostische Radiologie
- Nuklearmedizinische Diagnostik

(wikipedia - Radiologie)

Mit den Fortschritten der IT-Technik gibt es immer mehr Geräte zur persönlichen Kontrolle von Körperfunktionen (in Echtzeit; Monitorting) - eHealth / - Selbstvermesser / e@life / Internet der Dinge