Hydrometry and body composition : methods development and validation in athletes

Doutoramento em Motricidade Humana na especialidade de Atividade Física e SaúdeIt is recognized that an accurate body composition and hydration assessment is relevant for prescribing adequate training and nutritional regimens in highly trained athletes. The present dissertation presents four research studies conducted under the scope of the body composition and hydration methodological research area. An alternative solution to evaluate the extracellular water (ECW) compartment by the dilution techniques was validated to be used in highly trained athletes. Saliva was a valid biological fluid sample for ECW assessment in athletes using plasma as the reference fluid. Still under the methodological research area, two studies were conducted to test the validity of a bioelectrical impedance spectroscopy (BIS) in assessing body composition changes (fat mass and fat free mass) and water pools (total body water (TBW), ECW, and intracellular water (ICW)) of highly trained athletes. Using the 4-component model, BIS was accurate at a group level, but was of limited validity at an individual level for estimation of body composition changes from a weight stability period to prior a competition of national level judo athletes. Using dilution techniques as the reference methods for TBW and ECW by deuterium dilution using mass spectrometry and bromide dilution using high performance liquid chromatography, respectively, BIS was a valid tool in the assessment of TBW and its compartments in both male and female athletes. A last study was conducted to provide specific mathematical models for TBW, ECW, and ICW based on bioelectrical impedance analysis. The newly developed equations provide a valid alternative to evaluate hydric compartments and can be easily applied during training routines. The aforementioned studies, contributed to improve the methodological research area of body composition and hydration assessment in the athletic population that ultimately will be determinant to improve athletes’ health and performance.RESUMO: É reconhecida a relevância de uma avaliação válida da composição corporal para a prescrição adequada de programas de treino e dieta alimentar em atletas de alta competição. Esta dissertação apresenta quatro trabalhos de investigação conduzidos no âmbito da área metodológica da composição corporal e hidratação. Uma solução alternativa para avaliar a água extracelular (AEC), quando usadas as técnicas de diluição, foi validada para ser usada em atletas de alta competição. A saliva é uma amostra biológica confiável para a avaliação da AEC em atletas, tendo como referência o plasma. Ainda no domínio metodológico, dois estudos foram realizados para testar a validade da bioimpedância elétrica multiespectral (BIS) na avaliação das alterações da composição corporal (massa gorda e massa isenta de gordura) e dos compartimentos hídricos (água corporal total (ACT), AEC e água intracelular (AIC)) em atletas de alta competição. Tendo como referência o modelo a 4 compartimentos, a BIS apresentou-se como um método válido num grupo de atletas, embora de validade mais limitada a nível individual na avaliação das alterações de composição corporal que ocorrem de um período de peso estável para um período pré-competitivo. Usando as técnicas de diluição como método de referência para a ACT e AEC, por diluição de deutério avaliada por espectrometria de massa de razões isotópicas e diluição de brometo avaliado por cromatografia iónica, respetivamente, a BIS é um método válido na avaliação da ACT e respetivos compartimentos em atletas do sexo masculino e feminino. Foi conduzido um último estudo que estabelece modelos matemáticos específicos para a ACT, AEC e AIC com base na bioimpedância eléctrica unifrequência. As novas equações desenvolvidas são um método alternativo para avaliar os compartimentos hídricos, sendo facilmente aplicadas durante o treino. Os estudos acima mencionados contribuíram para melhorar a área metodológica da investigação na área da avaliação da composição corporal e hidratação na população atlética, o que em última análise, é determinante para melhorar a saúde e rendimento dos atletas.FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologi