Fasevinkel – viktig helseindikator

Fasevinkel er en verdifull helseindikator som kan brukes til å finne ut hvor godt immunsystemet vårt er rustet for å opprettholde god helse. Indikatoren er et viktig mål på hvor godt cellemembraner fungerer.

Tekst Katrin Stavnem

Når det gjelder testing og analyse av kroppssammensetning, er det vanlig å fokusere på andelen kroppsfett og muskelmasse. Prosentandelen fett i kroppen gir en indikasjon på generell helsetilstand og sammensetning av kroppen, men dette behøver ikke å ha særlig betydning for kroppens øvrige tilstand. Mange lett overvektige kan ha utmerket helse, og en lav fettprosent kan være forbundet med dårlig helse. Medisinske apparater for bioelektrisk impedansanalyse (BIA) kan imidlertid brukes til mye mer enn måling av kroppens sammensetning; de kan også gi gode indikasjoner på helsetilstanden.

Direct Segmental Multi Frequency-BIA-teknologi (DSM-BIA) kan i tillegg til å måle forholdet mellom muskler og fett gi verdifulle opplysninger om andre viktige sider ved kroppens helsetilstand. Apparater som bruker denne teknologien, kan måle fettmengden i mageregionen, fordelingen av vann i kroppen, gi segment-avlesninger og finne fasevinkelverdier. 

En vanlig kroppsanalyse måler andelen kroppsvæske basert på at kroppen er en sylinder. Segmentanalyser gir større nøyaktighet enn kun å måle total mengde kroppsfett ved at de inndeler kroppen i fem sylindre – kropp, to armer og to ben – som måles separat. Fasevinkel er en av de mest verdifulle helseindikatorene som kan måles med apparater for bioelektrisk impedansanalyse, men dessverre lite kjent. 

Hva er fasevinkel? 

Fasevinkelverdier er forholdet mellom motstand og reaktans, to begreper vi definerer nærmere nedenfor. Når en elektrisk leder overfører energi i form av en elektrisk strøm, skjer dette med større eller mindre motstand i materialet i ledningen. En elektrisk ledning med stort tverrsnitt gir lavere motstand enn en med lite tverrsnitt, og noen materialer leder bedre enn andre. Eksempler på materialer med liten motstand er sølv, kobber, gull og aluminium.¹ I menneskekroppen er motstanden i en elektrisk strøm omvendt proporsjonal med andelen fett, det vil si at strømmen møter mer motstand i fete enn magre personer. Når man måler kroppssammensetning ved hjelp av elektrisk ledningsevne, er motstanden omvendt proporsjonal med mengden fettfri kroppsmasse.Fettfri kroppsmasse er den totale vekten av organer, hud, bein, kroppsvann og muskler, altså kroppsvekten minus alt fett. Kroppens væsker består hovedsakelig av vann, og vann som inneholder ladde ioner, gir liten motstand og gjør at elektriske strømmer flyter lett. Elektrisitet kan strømme lett både gjennom væske utenfor cellene (ekstracellulært), som har mye ionisert natrium Na⁺, og gjennom cellene (intracellulært), som har mye ionisert kalium K⁺. Slike væsker er følgelig gode elektriske ledere. Fett inneholder lite vann og yter derfor større motstand. Det betyr at slanke eller magre personer med høy fettfri kroppsmasse har relativt mer kroppsvann enn overvektige, noe som gjør at ledningsevnen for strøm gir mindre motstand.

Reaktans

Reaktans er et mål på cellens evne til å lagre energi. Kroppen har høy reaktans hvis cellene enkelt kan lagre energi, og lav reaktans betyr at den lagrer energi dårlig. Celler med intakte cellemembraner (”sunne” celler) holder elektrisk ladning lengre enn celler der membranene er skadet. Det betyr at kroppsreaktansen er proporsjonal med mengden sunne celler i kroppen. Både motstand og reaktans måles i ohm.

Trigonometri og impedans

Trigonometri anvendes i matematikken og brukes til å studere forholdet mellom vinkler og sider i en rettvinklet trekant. Teknikker fra trigonometri kan også brukes til å modellere praktiske situasjoner i andre felt som økonomi, fysikk, mekanikk og frekvensanalyse (lyd, lys, optikk, kvantemekanikk).

Impedans uttrykkes med Z, som er vektorsummen av motstand og reaktans, det vil si: 
|Z| = R + X, der R er motstand og X reaktans. For å gjøre ting enklere defineres ofte impedans som summen av motstand og reaktans. Da vil modellen av impedans se slik ut:
Her vises impedansens verdi som lengden |Z|, samt dens fasevinkel θ.

Impedans

Impedans er summen av motstand og reaktans, og når den uttrykkes trigonometrisk (se ramme), defineres impedans som forholdet mellom motstand og reaktans i en brøk. Denne brøken er det man kaller fasevinkel, som uttrykkes i grader. Impedansen måles ved å føre en svak vekselstrøm inn i kroppen for å se hvordan strømmen påvirkes. Vi bruker resultatet til å vurdere tilstanden til cellemembranene. Hos mennesker anses 50 kHz (svingninger per sekund) som ideelt for å maksimere reaktansen og bestemme punktet der celler i størst grad motstår strømmen (og dermed skaper høyest fasevinkel).

La oss forklare dette enklere ved å tenke oss bilene i trafikken. Hvis din bil illustrerer strømmen, illustrerer motorveien kroppsvannet. Hvis det ikke er andre biler rundt deg, kan du kjøre fritt og raskt på motorveien. En menneskekropp uten vann er utenkelig, men hvis man tenker seg den som en ballong som bare består av vann, ville det ikke vært motstand. Siden vann ikke er det eneste elementet i en kropp, er ikke din bil den eneste på motorveien. Jo mer trafikk, desto langsommere beveger bilkøen seg, og det tar da lengre tid å kjøre en gitt distanse.

Andre vev i kroppen inneholder varierende mengde fett, muskler og mineraler, og alle vev yter motstand mot strøm. Ved testing med bioelektrisk impedansanalyse vises det at jo mer vann i kroppen, desto mindre motstand. Fordi muskelmasse inneholder mest vann, blir resultatet at jo større muskelmasse, desto mer vann inneholder kroppen, noe som gjør at en elektrisk strøm møter mindre motstand.

Når strøm møter en celle, forårsaker celleveggen en forsinkelse mens spenningen bygger seg opp inntil den er høy nok til at strømmen kan passere gjennom celleveggen. Den korte tidsforsinkelsen forårsaket av celleveggene gir oss et mål på fasevinkelen. Utregning av impedans og fasevinkel er basert på DSM-BIA-målinger.²

Fasevinkelverdier gir oss verdifull informasjon om hva som skjer i kroppen og kan hjelpe til med å identifisere helserisiko/-problemer, samt vise eventuelle endringer forbundet ved livsstilsendringer. Medisinske klinikker kan bruke fasevinkel for tilpasset behandling av pasienter og helsehjelp.

En elektrisk strøm består av elektroner som beveger seg gjennom kroppen, og som nevnt ovenfor, hemmes de av fett. Når strømmen av elektroner møter celler, fungerer celleveggene som kondensatorer, det vil si at spenningen bygger seg opp inntil det blir nok energi til at strømmen kan passere gjennom celleveggen. Det samme skjer i en bil, der en kondensator sender pulser av elektroner til tennpluggene, som avgir gnister som antenner drivstoffet i sylindrene. 

Cellemembranhelse

I boka Supercharge your cell vitality³ refererer lege Greg Barsten til fasevinkel som synonymt med cellemembranhelse. Cellemembraner ”holder rundt” de viktige delene av cellen og regulerer det som kommer inn i og ut av cellene. Hos friske mennesker består cellemembraner av to lag ikke-ledende (isolerende) lag fosfolipider (fettsyrer koblet til en fosfatgruppe). Fosfolipidene har de hydrofile eller polare ”hodene” vendt ut og de lipofile eller apolare ”halene” inn mot hverandre. Både på utsiden av cellene og inni finnes ledende væsker (kroppsvann og cellevæske). Når to ledende materialer omgir en isolator, omtaler vi ofte denne isolatoren som en kondensator.

Cellemembranene fungerer som beskyttende gjerder med kondensatorliknende evner, som ikke bare regulerer det som kommer inn i cellene, men som også forhindrer at uønskede giftstoffer og avfall ikke kommer inn. Det betyr at friske celler (det vil si sterkere kondensatorer) mer effektivt forhindrer at uønskede stoffer kommer inn.

Hva har fasevinkel å gjøre med generell helse? 

Ved å måle fasevinkelen kan vi få et presist bilde av helsetilstanden fordi den gir et mål på cellevitaliteten og mengden vann i cellene. I boka The water secret: the cellular breakthrough to look and feel 10 years younger skriver hudlege Howard Murad:⁴

”Fasevinkelen går opp når du er frisk og ned når du er syk. Den går også ned når du eldes. Hvis fasevinkelen øker, bremses aldringsprosessen.”

Videre utdyper han: ”Fasevinkel har gitt en bemerkelsesverdig innsikt i hvordan kroppen reagerer på helsemessige endringer. Dette forklarer hvorfor personer med sykdommer som hiv eller kreft, eller de som for eksempel har ernæringsmangel, har liten fasevinkel. Som forventet, avtar også fasevinkelen med alderen når kroppen mister kapasiteten til å reparere og bygge nye celler like raskt som i ungdommen. Et menneskets sanne alder kan bestemmes av endringene i fasevinkel.”

En illustrasjon på det som skjer i kroppen når den ”elektriske livskraften” synker, er at blodsenkningen øker. Måling av senkningen har vært brukt i allmennpraksis og på sykehus i mange tiår.

Hva måler senkningen? 

Senkning, eller blodsenkning, er en reaksjon som kan måles i blodet og som kan påvise en betennelse/inflammasjon, i kroppen – på fagspråket kalt sedimentasjonsrate (SR). Blodets sammensetning av celler og proteiner påvirkes av om man er syk eller frisk. Når man samler blod i et høyt, tynt rør, synker de røde blodcellene gradvis mot bunnen av røret. Ved en inflammasjon har cellene tendens til å klumpe seg. Siden disse klumpene har høyere tetthet enn enkeltceller, synker de raskere mot bunnen. Måling av senkningen forteller hvor mye de røde blodcellene synker sammen i løpet av en time. Jo lengre ned og raskere de røde blodcellene synker, desto kraftigere er den inflammatoriske reaksjonen i immunsystemet.⁵

Alle celler i kroppen har elektrisk ladning. Jo større ladning, desto sterkere støtes de røde blodcellene fra hverandre, og desto lenger holder de røde blodcellene seg flytende i blodvæsken (serumet). Jo lavere senkning, desto bedre fungerer menneskets elektriske egenskaper, noe som indikerer at deres livskraft er robust. Jo sterkere den elektriske livskraften er, desto mer vital er dermed organismen.

Kroppssammensetning og fasevinkel

Kan forbedring av kroppssammensetningen øke en persons fasevinkelverdier? En studie fra 2016 avdekket at alder pluss en kombinasjon av fettfri kroppsmasse og høyde var de viktigste variablene som påvirker fasevinkelverdier blant friske personer.⁶

Den samme forskningen konkluderte at forholdet mellom vann utenfor og inni cellene (ekstracellulært : intracellulært vann) gjenspeiler variasjoner som er vist i fasevinkel ved sykdom og alvorlig overvekt. Ved betennelse eller ødem (opphopning av ekstracellulært vann), blir cellenes helsetilstand og dermed deres fasevinkel negativt påvirket. Basert på resultatene fra studien kan de fleste sannsynligvis forbedre sin cellevitalitet og fasevinkelverdiene ved å bli slankere.

Andre livsstilsfaktorer som påvirker fasevinkel, inkluderer følgende:⁷ 

• Eksponering for giftstoffer. 
• Forbruk av raffinerte matvarer og syntetiske transfettsyrer.
• Mangel på kvalitetssøvn. 
• Stress (fysisk, psykisk). 
• Mangel på fysisk aktivitet 
• Et høyt inntak av kaffe, alkohol og raffinert sukker. 

Et kriterium på en sunn kropp er at forholdet mellom vann utenfor og inni cellene er omkring 3 : 2. Imidlertid kan nyresykdom, kronisk betennelse og overvekt potensielt forårsake at andelen ekstracellulært vann øker. Ved overvekt skjer dette på grunn av forstyrrelse av et av kroppens hormonsystemer (renin-angiotensin-aldosteron-systemet).⁷ Dette systemet er en av de viktigste regulatorene av blodtrykket. Ubalanser mellom disse hormonene fører til reabsorpsjon av natriumklorid (salt) og utskillelse av kalium i nyrene. Salt binder vann, og derfor kan reabsorpsjon av salt gjøre at mer vann beholdes i blodet, noe som igjen kan føre til at blodvolumet øker og dermed blodtrykket. Dette innebærer at volumet av kroppsvannet utenfor cellene er forhøyet.⁸ Normalt blir andelen kroppsvann regulert via nyrene, slik at man skiller ut vann med natrium, noe som gjør at blodtrykket ikke øker.

Pasienter med symptomer på hjertesvikt har gjerne redusert blodsirkulasjon, noe som kan føre til vannansamling (ødem) i kroppen. Ved ødemer går fasevinkelverdier ned sannsynligvis fordi trykket fra overflødig ekstracellulært vann fører til at cellens normale funksjoner blir hemmet. Fasevinkel ser ut til å fungere som en uavhengig prognostisk markør hos pasienter med akutt stuvningssvikt i hjertet på grunn av væskeansamling. I slike tilfeller klarer ikke hjertet å pumpe blodet med tilstrekkelig kraft gjennom kroppen til at vannoverskuddet kan skilles ut i nyrene. Optimal cellefunksjon krever opprettholdelse eller gjenoppretting av en optimal ekstracellulær vannbalanse. 

Koblingen mellom fasevinkelverdiene og kroppssammensetningen kan oppsummeres som følger:

Økt fasevinkel kan være resultat av: 

• Økt muskelmasse. 
• Reduksjon av betennelse og reduksjon av kroppsfett. 
• Nedsatt fasevinkel kan være resultat av: 
• Tap av muskelvev (sarkopeni).
• Økt betennelse i kroppen.

Merk at en økning i fasevinkel ikke alltid er av det gode, mens en reduksjon i fasevinkelverdiene heller ikke alltid er negativ.⁹

Konsekvenser for klinisk praksis

Når det gjelder bruk av fasevinkel i klinisk sammenheng, viser forskningslitteratur og data blant annet følgende:

En studie fra 2013 fant en signifikant sammenheng mellom lav fasevinkel og underernæring, økt sykehusopphold og total dødelighet.¹⁰ Forskerne konkluderte at måling av fasevinkelverdier raskere kan identifisere pasienter som er i risiko-gruppe for underernæring ved innlegging på sykehus, enn andre metoder. Slike målinger vil derfor gjøre at sykehuspersonalet sparer tid (og muligens redder flere pasientens liv).¹¹

En annen studie har kommet til samme konklusjon.¹² I denne studien kom forskerne fram til mer spesifikke implikasjoner av fasevinkelmålingen. De viste at utregning av en fasevinkel avledet av bioimpedansmåling potensielt kan være en indikator på ernæringsstatus for pasienter med framskreden tykk-/endetarms- og brystkreft. 

Til slutt antydet en forskningsoppgave presentert i 2011 at måling av fasevinkel kan brukes som en uavhengig indikator på kreftprognose (av de fleste typer) fordi det illustrerer cellemembranvitalitetog funksjoner som kanskje ikke er mulig å måle med andre diagnostiske metoder. Den framlagte studien brukte fasevinkelbaserte biometriske skåringssystemer for å bestemme prognosen. Dette er gode nyheter fordi bioelektrisk impedansanalyse er rask og ikke-invasiv, i motsetning til tester som vanligvis brukes for å stille en kreftprognose.

Hvordan vet man om man har en fasevinkelverdi innenfor normalen eller ikke?

Selv om det har vist seg at ens fasevinkel påvirkes av alder, kjønn og kroppsmasseindeks, er det funnet betydelige forskjeller mellom fasevinkelverdier i ulike befolkninger.¹³ Disse forskjellene kan ikke bare forklares med alder eller kroppsmasseindeks, men kan også skyldes forskjeller mellom impedansanalysatorer. Kort sagt har fasevinkelverdier tendens til å variere med hvilken type bioelektrisk impedansanalyseenhet man bruker. I klinisk praksis ser det ut til at multifrekvens- og segment-bioelektrisk impedansanalyse (standardutstyr som brukes i Norge for måling av kroppssammensetning) har fordeler framfor enkelfrekvens-bioelektrisk impedansanalyse. Ytterligere studier og validering er fortsatt nødvendig for å finne beste metode.

Oppsummering

Fasevinkelverdier kan bidra til å identifisere helserisiko og bidra til å følge framdriften i livsstilsendringer (kosthold og trening). De fleste får bedre verdier ved gode helse- og velværetiltak. Medisinsk brukes fasevinkel også for å tilpasse pasientens helseplan.

Fasevinkelverdiene er bare en del av totalbildet når det gjelder vurdering av en persons helsetilstand. Målinger av kroppsfett, muskelmasse og kroppsvannforhold er like verdifulle, så det er avgjørende at de tolkes sammen med fasevinkel for å oppnå et godt resultat.

Om forfatteren

Katrin Stavnem (f. 1968) har mastergrad i matematikk i tillegg til medisinsk grunnfag og stor interesse for medisin, helse, sykdommer og menneskekropp. Hun driver firmaet Helselab på klinikken til Sola Helsefarm i Stavanger. (www.solahelsefarm.no) Stavnem har i flere år jobbet med elektrisk ladning i cellene og cellevitalitetsproblematikken E-post: kati.stavnem@gmail.com

Kilder:

1. Elektrisk resistans. https://no.wikipedia.org/wiki/Elektrisk_resistans

2. Jimenez A. Your body’s phase angle? A guide. https://www.dralexjimenez.com/your-bodys-phase-angle-guide/ 

3. Barsten G. Supercharge your cell vitality. ePubMATIC.com, 2014.

4. Murad H. The water secret: the cellular brakthrough to look and feel 10 years younger. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2010.

5. Storaker B. Hvordan vi puster og går er viktig for helsa. VOF 2019; 10 (2): 22–7.

6. Gonzalez MC, Barbosa-Silva TG, Bielemann RM mfl. Phase angle and its determinants in healthy subjects: influence of body composition. American Journal of Clinical Nutrition 2016; 103: 712–6. https://doi.org/10.3945/ajcn.115.116772

7. Tomboc K. Your body and you: a guide to phase angle. InBody 18.10.2018. https://inbodyusa.com/blogs/inbodyblog/your-body-and-you-a-guide-to-phase-angle (20.5.2020).

8. RAS – Renin Angiotensin Systemet. https://omhelse.no/menneskekroppen/ras-renin-angiotensin-systemet/ (20.5.2020).

9. Rinninella E, Cintoni M, Addolorato G mfl. Phase angle and impedance ratio: Two specular ways to analyze body composition. Annals of Clinical Nutrition 2018; 1: 1003. https://meddocsonline.org/annals-of-clinical-nutrition/Phase-angle-and-impedance-ratio-Two-specular-ways-to-analyze-body-composition.html

10. Kyle UG, Genton L, Pichard C. Low phase angle determined by bioelectrical impedance analysis is associated with malnutrition and nutritional risk at hospital admission. Clinical Nutrition 2013; 32: 294–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22921419/

11. Player EL, Morris P, Thomas T mfl. Bioelectrical impedance analysis (BIA)-derived phase angle (pa) is a practical aid to nutritional assessment in hospital in-patients. Clinical Nutrition 2019; 38: 1700–6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30170780/

12. Lukaski HC, Singer MG. Phase angle as a prognostic indicator in cancer. Computational Physiology – Papers from the AAAI 2011 Spring Symposium (SS-11-04): 37–9. https://www.aaai.org/ocs/index.php/SSS/SSS11/paper/viewFile/2416/2899

13. Bosy-Westphal A, Danielzik S, Dörhöfer R-P mfl. Phase angle from bioelectrical impedance analysis: population reference values by age, sex, and body mass index. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition 2006; 30: 309–16. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16804128/