Respostes cardiocirculatòries, metabòliques i perceptives en competició d’esgrima en cadira de rodes d’elit

Julio Martín-Ruiz

Jorge Alarcón-Jiménez

Nieves de-Bernardo

Xavier Iglesias

Laura Ruiz-Sanchis

Resum

L’esgrima en cadira de rodes és un esport caracteritzat per esforços de caràcter intermitent en què el ritme de les accions és màxim. Hi ha una mancança de bibliografia sobre l’evolució de la fatiga en aquest esport, en contrast amb la informació referent a la modalitat olímpica. L’objectiu d’aquest estudi va ser calcular els valors cardiocirculatoris, metabòlics i perceptius en una competició internacional d’esgrima en cadira de rodes per augmentar els recursos en la programació específica de l’entrenament en aquest esport. Hi van competir 16 tiradors de categoria A (7) i categoria B (9), als quals es va monitorar la freqüència cardíaca, el lactat en sang i la percepció d’esforç en cada fase de la competició. Tant la freqüència cardíaca (p = .014) com el lactat en sang (p = .037) i la percepció d’esforç (p = 0.04) van augmentar més en la fase d’eliminació directa que en la poule, i es va estabilitzar en el tram final de competició. En conclusió, tots els paràmetres analitzats tendeixen a incrementar-se després de la fase de poule i arriben als seus valors màxims en les eliminacions directes. Malgrat que els valors metabòlics van superar lleument el llindar aeròbic, és necessari crear una estratègia d’entrenament per demorar la fatiga i evitar així errors coordinatius, la qual cosa és tan important en aquesta modalitat paralímpica que necessita alta precisió a velocitat màxima.

Introducció 

L’esgrima olímpica és un esport acíclic amb un gran nombre d’accions a alta velocitat. En termes d’energia demanada, en una competició que inclou diversos assalts en un interval total de 3-4 hores, l’ús del sistema aeròbic és del 80-90 % (Bottoms et al., 2023). Aquest aspecte és més marcat en les eliminacions directes, amb una estimació d’esforç realitzat d’uns 8.6 ± 0.54 mets (Milia et al., 2014); per tant, la millora d’aquest sistema, exemplificat en adaptacions com ara l’augment de la mida i el nombre de mitocondris, ajudarà a mantenir la intensitat més temps (Yang et al., 2022).

La naturalesa d’aquest esport és tenir un caràcter intermitent, que requereix una gran quantitat d’energia del sistema de fosfàgens (Turner et al., 2014). Des d’una perspectiva analítica, en un assalt es produeixen estímuls de caràcter anaeròbic alàctic per la successió d’accions en la unitat de temps, que poden arribar a valors de lactat superiors a 4mmol·l^-1 (Turner et al., 2017a), tenint en compte les rondes inicials classificatòries de poule i les següents d’eliminació directa, fins al final de la competició, on la dificultat dels rivals s’incrementa.

Calcular la intensitat a què competeix un tirador des del punt de vista cardiorespiratori és crucial per a la programació de la condició física. Malgrat que l’exigència d’una competició en cadira de rodes és inferior a la d’esgrima dempeus, i similar en assalts d’eliminació directa (Iglesias et al., 2019), no és comparable a altres esports en cadira de rodes com el bàsquet (Vaquera et al., 2016) pel tipus d’exigència que cada un implica.

Prenent com a referència l’esgrima olímpica, la contribució energètica en termes absoluts (Passali et al., 2015) indica que l’aportació del sistema oxidatiu és molt similar en les diferents fases d’una competició (poules: 185.55 ± 36.43 kJ; 1r assalt eliminatori: 185.46 ± 28.81 kJ; 2n assalt eliminatori: 186.62 ± 27.70 kJ). En el cas dels fosfàgens, hi ha més contribució en les poules (28.70 ± 10.09 kJ) que en les rondes directes (1a: 19.53 ± 9.49 kJ; 2a: 22.25 ± 9.27 kJ). Finalment, el sistema glucolític és molt superior en les poules (16.42 ± 6.47 kJ) en comparació amb les 2 rondes següents (1.20 ± 1.32 kJ i 1.34 ± 1.84 kJ, respectivament). 

Pel que fa a l’energia relativa, el sistema oxidatiu té menys contribució (p < .05) en els assalts de poule (80.57 ± 4.45 %) que en comparació amb el primer i segon assalt d’eliminació directa a 15 tocats (90.02 ± 4.69 % i 88.8 ± 4.28 %), respectivament. D’altra banda, el sistema glucolític té més protagonisme en la primera ronda (6.97 ± 2.53 %) que en les dues fases següents (0.63 ± 0.73 % i 0.60 ± 0.80 %). En el cas dels fosfàgens, es mantenen estables amb alguna oscil·lació (poules: 12.44 ± 6.67 %; 1r assalt directe: 9.35 ± 4.30 %; 2n assalt directe: 10.60 ± 4.52 %) (Franchini, 2023).

La unitat de mesura amb què se solen efectuar els mesuraments en aquestes competicions és relacionant la freqüència cardíaca de reserva i el nivell de VO₂ màx., aspecte discutit per alguns autors, que indiquen que se sobreestima aquest últim valor (en esports com la bicicleta o la cursa), per la qual cosa cal considerar-lo amb cautela (Guimarães et al., 2019). Això ha estat confirmat per altres investigadors que indiquen que aquesta correlació és individual, per característiques intrínseques que fan que no es pugui generalitzar (Ferri Marini et al., 2022), ja que hi ha beneficis d’altres capacitats que poden influir, com el fet que l’entrenament de força pot contribuir a millorar la força resistència en esports de lluita (Cid-Calfucura et al., 2023).

Incidint en aquest punt, sí que hi ha consens a l’hora d’utilitzar valors perceptius i de freqüència cardíaca, atesa la provada alta correlació entre la percepció de l’esforç i les pulsacions per minut després de fer exercici (r = .84 – .98), durant aquest (r = .73 – .85) i durant les seves fases respectives (r = .82 – .92) (Turner et al., 2017a).

Les escales han demostrat ser un bon indicador de la intensitat fins i tot en exercicis de força, on la correlació se situa en r = .8 (Lagally i Costigan, 2004), fins i tot per valorar l’impacte d’una activitat amb precisió en persones amb cadira de rodes (Zhao et al., 2022), per la qual cosa s’ha revelat com un sistema fiable per a la regulació de la intensitat en aquesta capacitat. Models com el de l’escala Omni-res pot usar-se en exercicis de força tant per homes com per dones i, quan es produeixen increments de força, es veuen reflectits als ítems de l’escala, que varien d’acord amb l’exercici (Gearhart et al., 2009). Aquest aspecte és rellevant, ja que ofereix als equips tècnics eines per indicar les zones de treball segons els sistemes fisiològics involucrats (Lagally et al., 2009).

Considerant aquests detalls, seria possible anticipar una estratègia competitiva en la qual es tingui en compte la fatiga i es puguin agregar recursos que permetin retardar-la, tal com passa amb les nutricionals: una solució de carbohidrats a la boca permet mantenir el nivell tècnic, encara que no tingui el mateix efecte sobre la velocitat de reacció en espasistes d’alt nivell (Rowlatt et al., 2017). En aquest sentit, la deshidratació és freqüent i suposa un risc molt alt, més en el cas dels homes que de les dones, per la qual cosa la restitució de líquids és fonamental, si no el pols es veurà afectat i s’elevarà (Eda et al., 2022), encara que no tingui efectes directes sobre el nivell de lactat (Chryssanthopoulos et al., 2020).

A més, l’esgrima olímpica i paralímpica presenta tres modalitats diferents (espasa, floret i sabre), amb temps de treball i descans diversos que requereixen una sol·licitació de substrats energètics també diferenciada (Tarragó et al., 2023). Alguns estudis s’han centrat en l’anàlisi de competicions simulades. Per exemple, en competició simulada de floret s’han observat valors de pulsacions per minut i percepció d’esforç (RPE, per les sigles en anglès) superiors en assalts d’eliminació directa (163 ± 13 bpm^-1 i 3.7 ± 1.2 RPE en poule i 170 ± 10 bpm^-1 i 5.6 ± 1.6 RPE en eliminació directa) (Bottoms et al., 2023). En competició simulada d’espasa s’han trobat valors similars, però sense tantes diferències entre eliminatòries (168 ± 12 bpm^-1 en poule i 169 ± 14 bpm^-1 en eliminació directa) (Oates et al., 2019). Valoracions en competició oficial no són tan estudiades en la literatura, però es descriuen valors de freqüència cardíaca i lactat en assalts d’espasa masculina de 166 ± 8 bpm^-1 i 3.2 ± 0.7 mmol·l^-1, i en floret femení de 173 ± 7 bpm^-1 i 4.2 ± 0.9 mmol·l^-1  (Iglesias i Rodríguez, 1995). 

La bibliografia específica actual compta amb escasses dades específiques de l’esgrima en cadira de rodes en situació de combat. Un dels estudis més recents va descriure valors de consum d’oxigen en assalts d’entrenament de 23.3 ± 6.1 ml·min^-1·kg^-1 amb valors de 32.1 ± 7.9 ml·min^-1·kg^-1. Els registres de freqüència cardíaca en aquests assalts d’entrenament es corresponien amb una intensitat mitjana del 72.7 ± 10.3 % de la freqüència cardíaca màxima dels tiradors. Així mateix, es van registrar valors de lactat de 3.5 ± 3.6 mmol·min^-1 i una RPE de 4.8 ± 3.2 (Oates et al., 2019).

Atesa la poca varietat de treballs amb els quals establir una comparació en la quantificació de la despesa energètica i perceptiva en l’esgrima en cadira de rodes en competició oficial, l’objectiu del present estudi se centra a calcular els valors cardiocirculatoris (freqüència cardíaca, freqüència cardíaca de reserva [Bok et al., 2023], índex de Wint [Sowan et al., 2023]), metabòlics (lactat sanguini) i perceptius, en el transcurs d’una competició internacional en la qual intervenen esportistes d’alt nivell d’Espanya, Finlàndia, Hongria, el Perú i Romania en categories A i B. Les categories A i B corresponen a la classificació funcional mitjançant la qual es competeix en esgrima paralímpica.

El seu càlcul facilitarà objectivar la càrrega de condicionament a aquest tipus de tiradors i l’optimització de la programació de la condició física enfocada a la competició, per contrarestar la fatiga a més de contribuir a un coneixement més gran d’aquest esport paralímpic.

Metodologia

Participants

Es va organitzar un torneig internacional d’esgrima en cadira de rodes amb l’arma de l’espasa. Dins d’aquest, es van diferenciar 3 competicions amb el total de participants (n = 16): i) una amb esportistes de categoria A (n =  7), els més funcionals amb equilibri correcte assegut, mobilitat de tronc i bona funció del braç armat; ii) una segona de categoria B (n = 5), amb discapacitat en cames, tronc o el braç armat, i iii) l’última amb aquelles persones que eren de categoria B però tenien menys experiència (n = 4). Els països participants van ser Espanya (11), Hongria (1), Finlàndia (2), Romania (1) i Perú (1). Les característiques de la mostra es descriuen a la Taula 1.

Taula 1

Caracterització de la mostra d’esportistes en cadira de rodes participants en l’estudi.

Veure Taula

L’estudi va ser aprovat pel Comitè d’Ètica d’Investigació (CEI) de la Universitat Catòlica de València amb la Resolució núm. UCV/2022-2023/107, sobre els lineaments descrits en la Declaració de Hèlsinki sobre la conducta d’assajos clínics en humans, i totes les persones participants en l’estudi van firmar el consentiment informat corresponent.

Material i mètode

Cada esportista va efectuar dues proves antropomètriques específiques: càlcul de la talla assegut i envergadura. No s’han fet valoracions habituals com el pes o la talla dempeus per impossibilitat de dur-ho a terme en la majoria dels casos.

Per a la talla assegut, s’ha situat el participant en sedestació sobre un tamboret de 44 cm. En posició dreta, i manipulant el cap fins a arribar a l’angle de Frankfort, s’ha posicionat l’estadiòmetre (Seca 213, Hamburg, Alemanya) sobre el vèrtex. S’ha restat el resultat a la mesura del seient per obtenir l’alçada.

En el cas del mesurament de l’envergadura, amb el participant en sedestació sobre un tamboret sense respatller, i amb els dos malucs i escàpules en contacte amb la paret, se li ha demanat que faci una abducció d’espatlles i extensió de colzes, deixant les falanges esteses. S’ha pres la mida màxima existent entre el dit del mig de les dues mans.

Es van analitzar les dades de freqüència cardíaca, freqüència cardíaca de reserva, índex aeròbic de Wint i percepció subjectiva de l’esforç (RPE) per determinar la fatiga que s’acumula durant el procés d’una competició. En el cas dels valors fisiològics, s’ha monitorat la freqüència cardíaca durant la competició, amb pulsòmetres de braçalet de banda codificada (Moofit, Shenzhen, Guangdong, Xina), recollits amb el programari Pulsemonitor (Pulsemonitor, Michalowice, Polònia). Amb les dades de l’edat i la freqüència basal sol·licitades prèviament, es va obtenir la freqüència cardíaca de reserva aplicant l’equació: 

i l’índex de la càrrega aeròbica de Wint amb el càlcul: 

Es va fer una competició d’espasa seguint les fases habituals: una primera ronda de poules a 5 tocats i 3 minuts de temps real, i una segona fase d’assalts d’eliminació directa a 15 tocats i 9 minuts de temps real. Després de cada fase, per determinar l’estrès metabòlic, es van recollir els nivells de lactat de cada participant passats 3 minuts de la finalització de cada assalt, sobre el lòbul de l’orella amb Lactate Pro2 (Arkray Inc., Kyoto, Japó).

Paral·lelament a la presa d’aquestes mostres, es va anotar la percepció de l’esforç de cada un d’aquells moments fent servir l’escala Omni-res de Robertson et al. (2003), a fi d’establir la correlació entre indicadors fisiològics i perceptius. Es resumeixen aquests procediments a la Figura 1.

Figura 1

Veure a mida completa

Anàlisi estadística

Les dades s’han descrit mitjançant mitjanes i desviacions estàndard, així com medianes i rangs interquartílics per a les variables quantitatives contínues i mitjançant proporcions per a les variables qualitatives.

S’ha ajustat el model segons el protocol de Zuur i Ieno (2016). En primer lloc, s’ha determinat l’estructura de l’error de les dades ajustant el model més enllà de l’òptim (Beyond the optimal model). En el cas dels models per determinar els canvis en la freqüència cardíaca i l’acumulació de lactat, es va ajustar el model:

Y~Fase*(Experiència+Categoria+Sexe)+1(1|ID)

Mentre que per al model que determina els canvis en la percepció de l’esforç es va ajustar de la manera següent:

Y~Fase*(Experiència+Categoria+Sexe)+FC+Lactat+(1|ID)

D’aquesta manera es tenen en compte tots els factors estudiats i les interaccions de primer nivell entre els factors sociodemogràfics i la fase de competició.

En segon lloc, s’ha ajustat l’estructura aleatòria del model, utilitzant l’individu (ID), estimant els coeficients amb el mètode REML. Posteriorment, s’ha ajustat l’estructura fixa del model amb el mètode ML, i s’han eliminat de manera iterativa les interaccions fins que el model deixa de millorar. Finalment, es reporta el model òptim estimant els coeficients amb el mètode REML. Per a la interpretació del model, s’han atès els coeficients i els resultats de l’ANOVA tipus II. Per als factors categòrics significatius, s’han fet comparacions post hoc per mitjà del paquet emmeans.

Tots els models compactats s’han comparat entre si mitjançant el criteri d’informació d’Akaike corregit (AICc). En tots els casos, s’han comprovat els supòsits dels models lineals, inspeccionant visualment els residus i els residus DHARMa. Els models s’han ajustat amb els paquets lme4 v.1.1-30 i lmerTest v.3.1-3.

Totes les anàlisis s’han fet amb R (R Core Team, 2013) v.4.2.2. La lectura de les taules de dades s’ha fet amb el paquet openxlsx v. 4.2.5 (per a arxius xlsx) i/o amb haven v.2.5.0 (per a arxius sav). Els gràfics s’han dissenyat amb ggplot2 v.3.3.6 ggpubr v.0.4.0 i altres funcions integrades als paquets ja esmentats. En totes les anàlisis s’ha utilitzat α = .05.

Resultats

Els valors inicials de freqüència cardíaca abans de la competició van ser de 87.88 ± 23.29 bpm^-1, mentre que els valors de lactat van ser de 2.36 ± 0.84 mmol·l^-1. A la Figura 2, es mostra l’evolució de la freqüència cardíaca en cada una de les fases. Es reflecteix que en les fases d’eliminació directa la freqüència cardíaca va ser més gran de manera significativa i sense diferència entre sexes (p = .605). El test de Tukey indica canvis significatius entre les dues fases de la competició (p = .014). Aquestes dades presenten una alta correlació amb dues variables dependents d’aquest valor, en el cas de la freqüència cardíaca de reserva r = .90 i a l’índex de la càrrega aeròbica de Wint, r = .76.

Figura 2

Veure a mida completa

A la Taula 2, es mostra la diferència en l’acumulació de lactat entre la fase de poule i les d’eliminació directa, que, de la mateixa manera que la freqüència cardíaca, no presenten diferències entre homes i dones (p = .792). 

Taula 2

Diferències de l’acumulació de lactat entre fases de la competició.

Veure Taula

A la Figura 3, es poden veure les diferències en la percepció d’esforç de la poule davant de la resta del torneig (F8, F4, F2). S’ha detectat un efecte significatiu que indica que en les fases de competició hi va haver una percepció de l’esforç 1.34 ± 0.43 punts més gran que en la fase prèvia.

Figura 3

Veure a mida completa

Tenint en compte les diferents fases de la competició, hi va haver diferències significatives entre la fase inicial i les posteriors (p = .028 i p = .002), sense presentar aquest augment significatiu entre les fases F4 i F2 ni reportar diferències entre sexes (p = .535).

Discussió

És important identificar quines són les respostes fisiològiques derivades d’una competició real, ja que perfila les necessitats condicionals de l’esportista. 

Les característiques de cada un dels assalts s’assemblen a un exercici de caràcter intervàlic, en els quals hi ha un gran nivell d’incertesa pel seu patró intermitent. En contextos en els quals no sigui possible el mesurament de paràmetres respiratoris com ara el VO₂ màx., disposar de registres cardiocirculatoris, metabòlics i perceptius és adequat (López-Chicharro i Vicente-Campos, 2018) per detectar i posteriorment abordar amb precisió les necessitats de millora que es presentin. Atenent aquest raonament, Iglesias et al. (2023) presenten un estudi sobre esgrima en cadira de rodes en el qual s’afirma que podem utilitzar la freqüència cardíaca per estimar el consum d’oxigen assumint una certa subestimació (9.9 %) però amb bons índexs de correlació (r = .843, p < .001).

En el desenvolupament de la competició, la freqüència cardíaca ha obtingut una mitjana de 14.08 ± 5.33 pulsacions més en l’eliminació directa que en les poules, aspecte que confirma el que Turner et al. (2017b) comenten, indicant que aquella fase, amb 15 tocats per assalt, condiciona el contrast d’aquest valor (p =  .014) entre les dues fases, per després estabilitzar-se fins al final de la competició (F8-F4 p = .875, F8-F2 p = .830, F4-F2 p = .561). Aquesta troballa indica que tant l’esgrima olímpica com la paralímpica presenten comportaments similars en la resposta cardiocirculatòria, en les dues modalitats augmenta la fatiga de manera progressiva i mostra una alta correlació amb la freqüència cardíaca de reserva (r = .90) i amb l’índex de la càrrega aeròbica de Wint (r = .76). Aquesta anàlisi s’ha de tenir en compte, vinculada al ritme respiratori, que es veu incrementat respecte a un altre tipus de pràctiques, ja que la resistència nasal després d’un assalt és de 0.28 ± .16 Pa^cm3/s. Sense aquesta, en una pràctica normal d’activitat física, el valor mitjà és de 0.24 ± .15 Pa^cm3/s,i per tant s’evidencien diferències significatives entre utilitzar o no la careta d’esgrima abans i després de la pràctica esportiva (p < .05) (Passali et al., 2015).

Des del punt de vista metabòlic, no hi ha cap diferència significativa en l’acumulació del lactat entre fases (p = .656): s’observa un efecte marginalment significatiu entre la primera i la segona fase de la competició (F8-F4) (p = .037). Si s’analitza l’efecte que la fase de competició té sobre l’acumulació de lactat, aquest és més gran en l’últim tram de la competició que en el primer. Aquesta dada concorda amb el que ocorre en l’esgrima olímpica en competició (Turner et al., 2017b), en la qual es produeixen valors superiors a 4 mmol l^-1 en la part final del torneig.

Tampoc no es donen variacions significatives (p = .089) quan es té en compte la categoria; l’A n’acumula una mica més que la B (1.307 ± 0.715). Sí que resulta rellevant tenir en compte que, com més experiència, més petit és l’increment (disminueix 0.127 ± 0.064 mmol·l^-1), element que es pot vincular al fet que esgrimidors d’elit són capaços de generar una velocitat més gran respecte a esgrimidors amb un nivell inferior, malgrat que el seu lactat en sang incrementa (Weichenberger et al., 2012) respecte a aquells amb un nivell inferior. Aquesta dada resulta rellevant ja que la fatiga perifèrica que es produeix comporta deficiències coordinatives que poden impedir executar amb precisió gestos tècnics que requereixen velocitat màxima (Varesco et al., 2023).

La percepció de l’esforç ha seguit un camí anàleg a la freqüència cardíaca. S’ha anat incrementant a mesura que avançava la competició, i ha destacat de manera significativa entre poules i assalts d’eliminació directa (p = .004) i cada una de les fases posteriors (F8-F4 p = .028; F8-F2 p = .002), tret de l’última (F4-F2 p = .212). Aquest augment s’ha produït en paral·lel a la freqüència cardíaca (.03 ± .014 per cada unitat de freqüència cardíaca). Aquest fet confirma la relació entre la percepció i la freqüència cardíaca, que en esgrima olímpica havia obtingut una correlació molt alta en competició (r = .82-92) (Turner et al., 2017a), la qual cosa reafirma que els assalts d’eliminació directa són els de més demanda fisiològica (Bottoms et al., 2023). En aquest sentit, no s’ha trobat una relació consistent entre la percepció subjectiva de l’esforç i l’increment de lactat en sang.

Conclusions

Les principals conclusions que es poden extreure a partir de les respostes cardiocirculatòries és que la freqüència cardíaca més elevada es produeix en les fases d’eliminació directa i s’estabilitza cap al final de la competició. Des del punt de vista metabòlic, no hi ha diferències entre fases en l’acumulació de lactat, que descriu un augment gradual. Finalment, els valors perceptius segueixen un augment progressiu durant el torneig. Conèixer les respostes produïdes en una competició real d’esgrima en cadira de rodes pot permetre l’adaptació de la prescripció d’exercici a les necessitats físiques i tecnicotàctiques de l’esportista de manera específica, sense haver de fer, com fins ara, adaptacions sobre l’esgrima olímpica.

Finançament

Aquest estudi va rebre un finançament de 6.500 € del projecte titulat “Variables Fisiològiques d’Esgrima a Silla de Rodes” (#2023-233-003) de la Universitat Catòlica de València i es va dur a terme a la Facultat de Ciències de l’Activitat Física i de l’Esport i Fisioteràpia de la Universitat Catòlica de València, Espanya.