El umbral de oclusión de los flexores de los dedos en escaladores deportivos: un estudio exploratorio sobre su aproximación indirecta

EL POR QUÉ:

La resistencia específica en escalada (SCE por sus siglas en inglés), entendida como la que se manifiesta a nivel local a través de los flexores de los dedos (10), ha sido la capacidad más controvertida de medir hasta ahora para los científicos de la escalada (3,15-19,22,25,26). Esto es debido a la naturaleza heterogénea intrínseca a la actividad, en relación con el tipo de esfuerzo que requiere. Brevemente: 1) la escalada no es un esfuerzo cíclico, sino intermitente a nivel local (se agarra una presa, se suelta, se agarra otra, se suelta…), 2) dicha intermitencia no sigue ningún patrón de frecuencia fijo, sino que se adapta a la forma que tiene cada escalador de ascender por cada vía (lo que en parte viene determinado por la propia vía, la información que tenga el escalador sobre la misma, sus características físico-fisiológicas, etc.), 3) cada contracción local realizada para sostenerse de cada presa en cualquier vía demanda una intensidad distinta para cada escalador (según la máxima fuerza relativa que sea capaz de expresar en el tipo de agarre empleado), 4) la intensidad durante cada contacto también varía durante el tiempo que dura el mismo (aquí interactúan factores físicos con otros de orden técnico (24,27) y psicológico (1,2,11,12)), y 5) estas contracciones locales son la mayor parte del tiempo isométricas, lo que condiciona la magnitud del flujo sanguíneo que llega a los flexores de los dedos (4) y, por tanto, el metabolismo prevalente que permite mantener el esfuerzo con los mismos (5). Se entiende el porqué de la controversia a la hora de valorar la SCE, ¿verdad?

Esta entrada no versa sobre la evaluación de la SCE per sé, sino sobre uno de los factores ya citados que podrían mediar su valoración: el flujo sanguíneo. Este elemento se ha considerado tradicionalmente como el factor fundamental de la resistencia en esfuerzos de tipo isométrico (20). De hecho, hace no mucho Fryer et al., (2015) (18) observaron diferencias entre escaladores de diferente nivel deportivo respecto a la magnitud de la re-oxigenación pero también del flujo local que tenían entre contracciones isométricas en los flexores de los dedos. En base a estos hallazgos, los autores sugirieron que el mayor flujo sanguíneo sería un factor coadyuvante de la re-oxigenación local, es decir, que cuanto más flujo sanguíneo existiese entre contracciones, mayor cantidad de oxígeno (O2) podría captar el músculo (y aunque no lo apuntan estos autores directamente, esto también favorecería un mejor aclarado de metabolitos fruto de la contracción previa, potenciando la SCE que se podría manifestar). En escalada, la magnitud del O2 que se puede aportar a los flexores de los dedos se ve maximizada durante las fases de reposo entre contracciones. Esto es debido, como ya se ha expuesto, a que el esfuerzo local en esta actividad se manifiesta de forma isométrica e intermitente, por lo que durante las fases de contracción el flujo sanguíneo puede verse entorpecido (o directamente impedido, como se explica a continuación). 
Cuanto mayor aporte de O2 exista a los flexores de los dedos, mayor será la cantidad fosfocreatina (PCr) que se podrá recuperar en el músculo (16), lo que posibilita que se puedan seguir manifestando contracciones de alta intensidad, algo fundamental para la SCE y para el rendimiento en escalada. Sin embargo, como apuntaron Staszkiewicz et al. (2002) (30), valorar la SCE con presencia de flujo sanguíneo durante la contracción enmascararía los efectos de la re-oxigenación local en las fases de recuperación entre contracciones, es decir, que el indicador de la SCE de un escalador debería venir determinado por las adaptaciones desarrolladas para captar más oxígeno entre contracciones (adaptaciones vasculares y de capacidad oxidativa local). Valorar la SCE con presencia de flujo local durante las propias contracciones podría sobreestimarla, sobre todo si se valora con distintas magnitudes de flujo sanguíneo durante la propia contracción. En este sentido, parece fundamental controlar cuándo habría flujo sanguíneo y cuándo no en los flexores de los dedos durante la valoración de la SCE, algo que ningún estudio publicado hasta ahora ha tenido en cuenta. Para poder realizar lo anterior, se debería conocer por tanto la intensidad en la que los flexores de los dedos dejan de recibir flujo sanguíneo, es decir, se debería conocer previamente el umbral de oclusión (OT por sus siglas en inglés) de estos músculos.

BREVE APUNTE SOBRE EL OT: Las contracciones isométricas se caracterizan por 2 elementos fundamentales: 1) ausencia de movimiento (no hay acortamiento ni estiramiento de las fibras que trabajan), y 2) a partir de cierta intensidad (sobre el 15% de la máxima aproximadamente), la presión intramuscular generada en el músculo provoca un aplastamiento progresivo del lecho vascular que lo irriga, llegando a ocluirlo por completo si la intensidad de la contracción alcanza la tensión crítica de oclusión o OT de ese músculo. Todos los músculos tienen su propio OT, entendido como la intensidad en la que deja de haber flujo respecto a la que es capaz de manifestar el músculo en una contracción máxima (OT%). Esta OT% es variable para cada músculo y persona, ya que depende de sus características miotipológicas (tipo de fibras que lo componen), así como de factores vasculares (las adaptaciones que posea a nivel del árbol vascular que lo irriga) (4,20). La literatura científica sobre el OT parece estar de acuerdo en que, cuanta más fuerza se es capaz de expresar, a menor % se manifiesta el OT (salvo que se tengan unas adaptaciones vasculares muy desarrolladas) (4). Los escaladores desarrollamos adaptaciones que nos permiten manifestar una mayor fuerza con los dedos (8,13,23,29), sin embargo, a pesar de poder manifestar una fuerza elevada, no tenemos por qué tener un OT% “bajo”, ya que también podemos desarrollar adaptaciones vasculares (31) que “amortiguarían” la intensidad a la que se produciría la oclusión total del flujo sanguíneo en los flexores de los dedos (OT%). Dado que el OT% depende de elementos que pueden modificarse con el entrenamiento, el OT% es algo dinámico (o cambiante) y, por tanto, se debe controlar a lo largo del tiempo. 

EL QUÉ:

El objetivo de nuestro estudio (7), basado en las observaciones realizadas estudios preliminares (6), fue observar si era posible aproximar el OT% de los flexores de los dedos en escaladores de diferente nivel deportivo de manera indirecta, es decir, a partir de registros de tiempo obtenidos mediante suspensiones realizadas al fallo muscular a diferentes intensidades.

EL CÓMO:

Utilizamos suspensiones y registros de tiempo porque son elementos que requieren medios muy accesibles para cualquier escalador. Además, las suspensiones permiten regular de forma muy precisa la intensidad del ejercicio. El procedimiento empleado para aproximar el OT% se basó en dos elementos:

-          Por un lado, las observaciones realizadas por Yamaji y colaboradores (2000, 2002 y 2004), donde registraron el comportamiento de la fuerza (además de la dinámica de oxigenación) en el flexor común superficial de los dedos en un test “all-out” (haciendo la máxima fuerza posible todo el tiempo desde el inicio) durante 12´, 6´ y 4´ (32-34) (ver gráfico inferior). En dichos estudios, Yamaji y colaboradores observaron que el comportamiento de la fuerza siempre dibujaba dos fases separadas por un punto de inflexión que coincidía con el OT: una fase de descenso de la fuerza muy marcado y otra fase donde este descenso suavizaba hasta llegar a un estado estable.

 

-          Por otro lado, las observaciones realizadas por Frey y Avin (2010) (14) en su estudio de meta-análisis, quienes analizaron los tiempos de resistencia alcanzados en esfuerzos isométricos hasta el fallo muscular a diferentes intensidades por diferentes grupos musculares. En dicho estudio se puede observar claramente que los tiempos obtenidos en diferentes intensidades siempre dibujan un “patrón similar”, independientemente del grupo muscular analizado: una tendencia lineal en las intensidades más altas y una tendencia exponencial o potencial en las más bajas (ver gráfico debajo). Este cambio de tendencia se produce siempre llegada cierta intensidad, aunque esta parece variable según el músculo y la persona. Esta mayor duración del esfuerzo realizable ha sido tradicionalmente asociada con la presencia de flujo sanguíneo en el músculo (9,20,21,28).

 

Nuestro estudio (7) intentó determinar si era posible detectar este cambio de tendencia en los registros de tiempo obtenidos en varias suspensiones mantenidas realizadas a diferentes intensidades hasta el fallo muscular, al: 85%, 75%, 65%, 55%, 45% y 35% de la fuerza máxima. Es decir, ver si era posible observar en qué momento la presumible tendencia lineal que se daría entre los registros obtenidos en las intensidades más altas cambiaría hacia una tendencia no lineal.

Para ello, reclutamos una muestra compuesta por 34 escaladores deportivos (14 de nivel avanzado, entre 7a+ y 8a, y 20 de nivel élite, entre 8a+ y 8c+), quienes realizaron varias pruebas durante 4 días distintos (ver tabla debajo).

Day 1

Day 2

Day 3

Day 4

1.         Endurance test (MHT_16)

1.         Strength re-test (MAW_5)

1.         Strength test (MAW_5)

1.         Strength test (MAW_5)

2.         Endurance test (MED_40)

3.         Strength test (MAW_5)

2.         Endurance test (MHT_85% of the MAW_5)

3.         Endurance test (MHT_55% of the MAW_5)

2.         Endurance test (MHT_75% of the MAW_5

3.         Endurance test (MHT_45% of the MAW_5)

2.         Endurance test (MHT_65% of the MAW_5)

3.         Endurance test (MHT_35% of the MAW_5)

Real example of one participant

 

 

 

1.         MHT_16: 40 seconds

1.         MAW_5 = 65kg(BW) + 24 kg(AW) = 89 kg TW

1.         MAW_5 = 64 kg (BW) + 25 kg (AW) = 89 kg TW

1.         MAW_5 = 65 kg (BW) + 23 kg (AW) = 88 kg TW

2.         MED_40: 16 mm

 

3.         MAW_5: 65 kg (BW) + 25 kg (AW): TW: 90kg

2.         MHT_85% MAW_5 = ET with AW 10,5 kg (*) = 28 seconds

3.         MHT_55% MAW_5 = ET with WR -17 kg (*,**) = 75 seconds

2.         MHT_75% MAW_5 = ET with AW 3 kg (*) = 40 seconds

3.         MHT_45% MAW_5 = ET with WR -25,5 kg (*,**) = 101 seconds

2.         MHT_65% MAW_5 = ET with WR -8,5 kg (*,**) = 58 seconds

3.         MHT_35% MAW_5 = ET with WR -36,5 kg (*,**) = 130 seconds

MHT_16 = Tiempo máximo en regleta de 16 mm (s). MED_40 = Regleta más pequeña posible en la que los escaladores podían sostener su peso corporal durante 40” (mm). MAW_5 = Máximo peso añadido al peso corporal para hacer una suspension de 5” en MED_40 (kg/mm). MHT = Máximo tiempo en suspensión. ET = Tiempo de Resistencia. BW = peso corporal. AW = Peso añadido. TW=Peso total. WR Peso reducido (*)  Precisión de 0,5 kg (**).

La descripción detallada de cada una de estas pruebas se puede consultar (aquí). Los resultados respecto a los tiempos de resistencia obtenidos para cada intensidad se analizaron mediante dos procedimientos para tratar de determinar el punto de inflexión que presumiblemente correspondería con el OT% (aproximándolo realmente): 1) mediante una comparación de las tendencias lineal VS. no lineal de dichos tiempos, añadiendo 1 tiempo cada vez a la comparativa desde los obtenidos en las intensidades más altas (comparación ajustes de tendencia), y 2) mediante una comparación de los incrementos porcentuales obtenidos entre cada par de tiempos adyacentes (comparación por pares). Con el primer procedimiento, el OT% se interpretaba que estaría en la intensidad previa a aquella en la que existiese un mejor ajuste no lineal respecto al lineal; con el segundo procedimiento, el OT% se interpretaba que estaría en la intensidad inmediatamente anterior a aquella en la que se daba un incremento porcentual igual o mayor al 50% (ejemplo debajo).

Test realizados y valores obtenidos

Intensidad relativa de la suspensión (%)

85%

75%

65%

55%

45%

35%

Máximo tiempo en la suspensión (s)

28

40

58

75

101

130

Aproximación por comparación de ajustes de tendencia (lineal vs. no lineal)

Intensidades analizadas (%)

85-75%

85-75-65%

85-75-65-55%

85-75-65-55-45%

85-75-65-55-45-35%

Tiempos de suspension analizados (s)

28-40

28-40-58

28-40-58-75

28-40-58-75-101

28-40-58-75-101-130

Ajuste Lineal (R2)

1

.986

.993

.982

.977

Ajuste Logarítmico (R2)

1

.994 (*)

.997

.997

.998

Ajuste Exponencial (R2)

1

.999 (*)

.994

.995

.994

Ajuste Potencial (R2)

1

.999 (*)

.981

.975

.961

Aproximación al OT e intensidades relativas con/sin flujo sanguíneo

Sin FS

FS restaurado

Con FS

AO (≥75%)

AOT (75-65%)

AFS (< 65%)

Aproximación por pares de incrementos porcentuales respecto a las diferencias de tiempos obtenidos

Diferencias entre los tiempos obtenidos en los test de intensidades contiguas (s)

75-85%(A)

65-75% (B)

55-65% (C)

45-55% (D)

35-45% (E)

-

12

18

17

26

29

Incremento porcentual respecto a las diferencias entre los tiempos de intensidades contiguas (%)

(B-A/A)*100

(C-B/B)*100

(D-C/C)*100

(E-D/D)*100

-

50%

-6%

53%

12%

Aproximación al OT e intensidades relativas con/sin flujo sanguíneo

Sin FS

FS restaurado

Con FS

AO (>75%)

AOT (75-65%)

AFS (< 65%)

FS: flujo sanguíneo; (*): primer coeficiente de determinación correspondiente a un modelo de tendencia no lineal que presenta un mejor ajuste respecto al ajuste lineal cuando se grafican los tiempos analizados (ver ejemplo debajo); OT: Occlusion threshold (umbral de oclusion). AO=Area de oclusion (intensidades donde no habría flujo sanguíneo). AOT=Area del umbral de oclusion o espectro de intensidades donde comenzaría a restaurarse el flujo sanguíneo; AFS=Area con flujo sanguíneo o intensidades con probable flujo sanguíneo; -=Sin datos

 

RESULTADOS:

Los tiempos de resistencia alcanzados por todos los sujetos valorados mediante suspensiones de dedos a diferentes intensidades mostraron el mismo patrón observado tradicionalmente para este tipo de esfuerzos, es decir, una tendencia lineal en los tiempos valorados en las intensidades más altas y una tendencia no lineal en las intensidades más bajas. El punto de inflexión entre ambas tendencias fue detectado todas las veces con el método de comparación por pares. Este punto de inflexión, que podría aproximar el OT% de los flexores de los dedos en los escaladores valorados, no mostró relación con el nivel deportivo ni con el nivel de fuerza de dedos de los escaladores. El OT% aproximado de los flexores de los dedos se encontró en el 65.6 ± 8.9% de la fuerza máxima medida mediante suspensión para toda la muestra. No hubo diferencias significativas entre el % correspondiente al OT% entre los distintos grupos de nivel. Los métodos utilizados para aproximar el OT% coincidieron en un 91% de los casos.

CONCLUSIONES y APLICACIONES PRÁCTICAS:

-          Este es el primer estudio que ha realizado una aproximación indirecta al OT% de los flexores de los dedos en escaladores de diferente nivel deportivo mediante el análisis de los tiempos de resistencia alcanzados al fallo muscular en suspensiones realizadas a distintas intensidades, es decir, empleando medios totalmente accesibles para cualquier escalador o entrenador.

-          Los escaladores deportivos podrían tener un OT% muy diferente en sus flexores de dedos, debido al desarrollo en distinta medida de las adaptaciones que lo determinan. Por tanto, este un parámetro que debería valorarse en cada escalador  (o al menos aproximarse con los métodos utilizados en este estudio) para poder medir su SCE bajo condiciones hemodinámicas controladas/conocidas, lo que podría permitir hacerlo sin que el flujo sanguíneo enmascarase los efectos de la re-oxigenación local en las fases de recuperación durante las fases de contracción.

-          Conocer el OT% de los flexores de los dedos de cada escalador podría ayudar a los entrenadores interpretar de mejor modo el perfil fisiológico local de cada escalador, ya que este parámetro está relacionado con las características miotipológicas del músculo, lo que serviría para direccionar el entrenamiento de manera más individualizada.

Por último, hay que señalar la necesidad de investigación adicional para validar los métodos indirectos utilizados en este estudio exploratorio.

REFERENCIAS

(1) Aras D, Akalan C. The effect of anxiety about falling on selected physiological parameters with different rope protocols in sport rock climbing. J Sports Med Phys Fitness 2014 Feb;54(1):1-8.

(2) Baláš J, Giles D, Chrastinová L, Kárníková K, Kodejška J, Hlaváčková A, et al. The effect of potential fall distance on hormonal response in rock climbing. Journal of sports sciences 2016:1-6.

(3) Baláš J, Michailov M, Giles D, Kodejška J, Panáčková M, Fryer S. Active recovery of the finger flexors enhances intermittent handgrip performance in rock climbers. European Journal of Sport Science 2016;16(7):764-772.

(4) Barnes WS. The relationship between maximum isometric strength and intramuscular circulatory occlusion. Ergonomics 1980 Apr;23(4):351-357.

(5) Bergström J, Harris R, Hultman E, Nordesjö L. Energy rich phosphagens in dynamic and static work. Muscle metabolism during exercise Boston: Springer; 1971. p. 341-355.

(6) Bergua GómezPV. Fuerza y resistencia específica en escalada: valoración mediantesuspensiones. 2016.

(7) Bergua P,Montero-Marin J, Gomez-Bruton A, A. Casajús J. The finger flexors occlusionthreshold in sport-climbers: an exploratory study on its indirectapproximation. European Journal of Sport Science 2020:1-21.

(8) Bergua P,Montero-Marin J, Gomez-Bruton A, Casajús JA. Hanging ability in climbing: anapproach by finger hangs on adjusted depth edges in advanced and elite sportclimbers. International Journal of Performance Analysis in Sport2018;8(3):1-14.

(9) Carlson BR. Level of maximum isometric strength and relative load isometric endurance. Ergonomics 1969.;12(3):429-435.

(10) Deyhle MR, Hsu HS, Fairfield TJ, Cadez-Schmidt TL, Gurney BA, Mermier CM. Relative Importance of Four Muscle Groups for Indoor Rock Climbing Performance. J Strength Cond Res 2015 Jul;29(7):2006-2014.

(11) Draper N, Jones GA, Fryer S, Hodgson C, Blackwell G. Effect of an on-sight lead on the physiological and psychological responses to rock climbing. Journal of Sports Science & Medicine 2008 -;7(4):492.

(12) Draper N, Jones GA, Fryer S, Hodgson CI, Blackwell G. Physiological and psychological responses to lead and top rope climbing for intermediate rock climbers. European Journal of Sport Science 2010;10(1):13-20.

(13) Fanchini M, Violette F, Impellizzeri FM, Maffiuletti NA. Differences in climbing-specific strength between boulder and lead rock climbers. Journal of strength and conditioning research / National Strength & Conditioning Association 2013 Feb;27(2):310-314.

(14) Frey Law LA, Avin KG. Endurance time is joint-specific: a modelling and meta-analysis investigation. Ergonomics 2010;53(1):109-129.

(15) Fryer SM, Stoner L, Dickson TG, Draper SB, McCluskey MJ, Hughes JD, et al. Oxygen recovery kinetics in the forearm flexors of multiple ability groups of rock climbers. Journal of strength and conditioning research / National Strength & Conditioning Association 2015 Jun;29(6):1633-1639.

(16) Fryer S, Stoner L, Stone K, Giles D, Sveen J, Garrido I, et al. Forearm muscle oxidative capacity index predicts sport rock-climbing performance. Eur J Appl Physiol 2016:1-6.

(17) Fryer S, Stone KJ, Sveen J, Dickson T, España-Romero V, Giles D, et al. Differences in forearm strength, endurance, and hemodynamic kinetics between male boulderers and lead rock climbers. European Journal of Sport Science 2017 07/28:1-7.

(18) Fryer S, Stoner L, Lucero A, Witter T, Scarrott C, Dickson T, et al. Haemodynamic kinetics and intermittent finger flexor performance in rock climbers. International Journal of Sports Medicine 2015;36(2):137-142.

(19) Giles D, Chidley J, Taylor N, Torr O, Hadley J, Randall T, et al. The Determination of Finger Flexor Critical Force in Rock Climbers. International journal of sports physiology and performance 2019:1-24.

(20) Heyward VH. Influence of static strength and intramuscular occlusion on submaximal static muscular endurance. Research Quarterly 1975(46):393-402.

(21) Humphreys P, Lind A. The blood flow through active and inactive muscles of the forearm during sustained hand‐grip contractions. The Journal of physiology 1963.;166(1):120-135.

(22) MacLeod D, Sutherland DL, Buntin L, Whitaker A, Aitchison T, Watt I, et al. Physiological determinants of climbing-specific finger endurance and sport rock climbing performance. Journal of sports sciences 2007 Oct;25(12):1433-1443.

(23) Michailov ML, Baláš J, Tanev SK, Andonov HS, Kodejška J, Brown L. Reliability and Validity of Finger Strength and Endurance Measurements in Rock Climbing. Res Q Exerc Sport 2018:1-9.

(24) Noé F, Quaine F, Martin L. Mechanical effect of additional supports in a rocking on heels movement. Gait & posture 2003.;18(1):78-84.

(25) Ozimek M, Staszkiewicz R, Rokowski R, Stanula A. Analysis of Tests Evaluating Sport Climbers’ Strength and Isometric Endurance. Journal of Human Kinetics 2016;53(1):249-260.

(26) Philippe M, Wegst D, Muller T, Raschner C, Burtscher M. Climbing-specific finger flexor performance and forearm muscle oxygenation in elite male and female sport climbers. European journal of applied physiology 2012;112(8):2839-2847.

(27) Quaine F, Martin L. A biomechanical study of equilibrium in sport rock climbing. Gait Posture 1999 Dec;10(3):233-239.

(28) Royce J. Isometric fatigue curves in human muscle with normal and occluded circulation. Research Quarterly.American Association for Health, Physical Education and Recreation 1958;29(2):204-212.

(29) Schweizer A, Furrer M. Correlation of forearm strength and sport climbing performance. Isokinetics Exerc Sci 2007.;15(3):211-216.

(30) Staszkiewicz R, Ruchlewicz T, Szopa J. Handgrip strength and selected endurance variables. Journal of Human Kinetics 2002;7:29-42.

(31) Thompson EB, Farrow L, Hunt JE, Lewis MP, Ferguson RA. Brachial artery characteristics and micro-vascular filtration capacity in rock climbers. European journal of sport science 2015;15(4):296-304.

(32) Yamaji S, Demura S, Nagasawa Y, Nakada M, Yoshimura Y, Matsuzawa Z, et al. Examination of the parameters of static muscle endurance on sustained static maximal hand gripping. Jpn J Phys Educ 2000;45:695-706.

(33) Yamaji S, Demura S, Nagasawa Y, Nakada M. Relationships between decreasing force and muscle oxygenation kinetics during sustained static gripping. J Physiol Anthropol Appl Human Sci 2004;23(2):41-47.

(34) Yamaji S, Demura S, Nagasawa Y, Nakada M, Kitabayashi T. The effect of measurement time when evaluating static muscle endurance during sustained static maximal gripping. J Physiol Anthropol Appl Human Sci 2002;21(3):151-158.