Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.
- Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
- Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
Samenstelling van het menselijk lichaam
De samenstelling van het menselijk lichaam kan worden bekeken op verschillende niveaus. In het vijf-compartimentenmodel wordt de samenstelling van het menselijk lichaam weergegeven op vijf niveaus: atomair, moleculair, cellulair, functioneel (weefsels en organen) en het gehele lichaam.
Kennis van de lichaamssamenstelling en de veranderingen daarin is van belang op diverse terreinen, zoals pathologie – niet beperkt tot over- en ondergewicht – groei, ontwikkeling, veroudering, sekse, genetische variatie, voeding, hormonale activiteit, fysieke inspanning, alsook het effect van externe zaken als radioactiviteit.
Referentieman
De samenstelling van het lichaam verschilt per mens. Om deze reden is door het International Commission on Radiological Protection (ICRP) in 1975 de referentieman vastgesteld, waarvoor onderstaande indeling geldt. In 1995 is er ook een model gekomen voor een referentievrouw, terwijl met het beschikbaar komen van meer data er ook modellen voor andere groottes, leeftijden en rassen komen.
Het massapercentage van het lichaam van de referentieman van 70kg bestaat uit:
| Atomair | Moleculair | Weefsels en organen |
|---|---|---|
| 61% zuurstof | 60% water | 40% skeletspieren |
| 23% koolstof | 19,1% lipiden | 21,6% vetweefsel |
| 10% waterstof | 15% proteïne | 7,1% botten |
| 2,6% stikstof | 5,3% mineralen | 15,6% inwendige organen |
| 1,4% calcium | 3,7% huid |
Andere belangrijke elementen zijn fosfor, kalium, zwavel, natrium, chloor en magnesium, terwijl er ook sporen zijn van tientallen elementen.
Componenten
Om de samenstelling van het lichaam te bepalen, wordt gebruik gemaakt van verschillende technieken die de grootte van de verschillende componenten bepalen. Deze worden ook wel uitgedrukt in verhoudingen van elkaar.
Atomair
In het lichaam komen ongeveer 60 elementen voor, goed voor een totaal aantal atomen van 6,7 x 1027. Een doorsnee lichaamscel bestaat voor 65 tot 90% uit water, wat de hoge abundantie van zuurstof en waterstof verklaart. Daarnaast zijn koolstof en stikstof ook prominent aanwezig, omdat vrijwel alle chemische componenten in het menselijk lichaam organische moleculen zijn: grofweg proteïnen (aminozuren), vetten en koolhydraten. Bijna 99% van de lichaamsmassa wordt dus uitgemaakt door zuurstof, koolstof, waterstof, stikstof, calcium en fosfor. Calcium is een bestanddeel van botten en tanden; fosfor maakt deel uit van de fosfaatruggengraat in het DNA en van de fosfolipiden in het celmembraan.
Daarnaast komen ook enkele metalen voor, zoals natrium (als Na+), kalium (als K+), magnesium en ijzer (in hemoglobine). Bepaalde metalen, zoals koper, kobalt (in cobalamine), zink en molybdeen maken als cofactor deel uit van bepaalde enzymen. Verder komen er ook sporen voor van zeldzame of zelf radioactieve elementen, zoals beryllium, wolfraam, goud, radium, thorium en uranium.
Moleculair
De moleculaire en samengestelde componenten zijn:
| Bwt body weight |
TBW total body water |
Dry Bwt dry bodyweight |
FFM fat-free body mass |
LBM lean body mass |
LFM lipid-free body mass | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Lipiden L | Niet-essentiële lipiden (vetten): Ln, non-essential lipids | ||||||
| Essentiële lipiden: Le, essential lipids | |||||||
| Water: A, aqueous (extracellulair en intracellulair) | |||||||
| Proteïne: Pro, protein | |||||||
| Mineralen: M, mineral (botmineralen en mineralen in weke delen) | |||||||
| Glycogeen: G, glycogen (koolhydraten, CHO) | |||||||
Cellulair
Op het cellulaire niveau wordt een onderverdeling gemaakt in drie compartimenten:
- Cellen, CM, cell mass
- Extracellulaire vloeistoffen, ECF, extracellular fluids
- Plasma in de intravasculaire ruimte
- Interstitiële vloeistof, ISF, interstitial fluid
- Extracellulaire vaste stoffen, ECS, extracellular solids
- Organische ECS
- Inorganische ECS
Een ander onderscheid binnen de cellen is die tussen adipocyten (vetcellen) en de overige cellen, de lichaamscelmassa (body cell mass, BCM), het metabool actieve gedeelte van het lichaam. Binnen de cellen wordt niet alleen een onderverdeling gemaakt naar type cellen, maar ook naar vaste stoffen en vloeistoffen.
- CM:
- Intracellulaire vaste stoffen, ICS, intracellular solids
- Intracellulaire vloeistoffen, ICF, intracellular fluid
De vloeistoffen bestaan weer voor een groot deel uit water.
- ICF:
- Intracellulair water, ICW, intracellular water (~94% van ICF, ~60% van TBW)
- Intracellulair residu, Ri, intracellular residual (~6% van ICF)
- ECF:
- Extracellulair water, ECW, extracellular water (~40% van TBW)
- Extracellulair residu, Re, extracellular residual
Weefsels en organen
Op het niveau van weefsels kunnen vier categorieën onderscheiden worden:
- Spierweefsel
- Bindweefsel
- Epitheel of dekweefsel
- Zenuwweefsel
Als orgaansystemen worden wel vijf of negen componenten onderscheiden, afwijkend van Terminologia Anatomica dat is onderverdeeld in vijftien systemen:
- Vetweefsel
- Subcutaan vetweefsel
- Visceraal vetweefsel
- Interstitieel vetweefsel
- Gele merg
- Skeletspieren
- Skelet
- Ingewanden
- Overige organen
Gehele lichaam
Op het niveau van het gehele lichaam kan een onderverdeling gemaakt worden:
Modellen
Voor de componenten die niet direct te meten zijn, worden wel modellen gemaakt waarbij verhoudingen worden aangenomen. Een bekende aanname is dat fat-free body mass (FFM) voor 73,2% uit water bestaat. Als de total body water (TBW) gemeten is, is hieruit dan de FFM af te leiden:
- FFM = TBW/0,732
Meetmethoden
Om de verschillende componenten te kunnen meten, zijn er verschillende methoden, in vivo of ex vivo. Deze zijn onder te verdelen in de directe metingen en indirecte metingen voor de componenten die niet apart te meten zijn:
- Directe metingen
- Antropometrie
- Body mass index (BMI), ook bekend als queteletindex (hele lichaam)
- Omtrekmetingen (geheel lichaam)
- Huidplooimetingen (geheel lichaam)
- Onderwaterwegingen (weefsel)
- Echografie
- Biochemische metingen
- Bio-elektrische impedantieanalyse (BIA) (weefsel)
- Radio-isotopische metingen
- Neutronen-activeringsanalyse (NAA) (atomair, moleculair)
- Inelastische neutronenverstrooiing (atomair)
- Isotopenverdunningsanalyse (moleculair, cellulair)
- Dubbele-energie-röntgenabsorptiometrie (DXA) (weefsel)
- Computertomografie (CT) (weefsel)
- Magnetic resonance imaging (MRI) (weefsel)
- Antropometrie
- Indirecte metingen
Geschiedenis
De Grieken hadden al ideeën hadden over de samenstelling van het menselijk lichaam, dat zou bestaan uit de vier elementen: water, lucht, vuur en aarde. Echt onderzoek begon echter pas halverwege de negentiende eeuw, terwijl het duurde tot het begin van de twintigste eeuw voordat voldoende vooruitgang werd gemaakt om met enige nauwkeurigheid te kunnen werken.
Pfeiffer stelde in 1887 de verhouding van lichaamswater en vetvrije massa vast.
Literatuur
- Heymsfield, S.B. et al (2005): Human Body Composition, Volume 918, Human Kinetics,
- Wang, Z.M., Pierson, R.N.; Heymsfield, S.B. (1992): "The five-level model: a new approach to organizing body-composition research", American Journal of Clinical Nutrition 1992 Jul;56(1):19-28.
Intertaalkoppelingen via Wikidata (via reasonator)