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Opinioni

La scienza dietro il podio

Le Olimpiadi non sono solo un grande evento sportivo che riunisce milioni di appassionati e professionisti, ma anche un grande laboratorio interdisciplinare che raduna gruppi di scienziati fra cui tossicologi, medici, psicologi e ingegneri: una sorta di campus per misurare le prestazioni umane, testare nuove tecnologie all’avanguardia e salvaguardare la salute di atleti e spettatori.
A cura di Julia Rizzo
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Giochi Olimpici Londra 2012

La scienza ha dato il suo contributo a ogni aspetto del Giochi Olimpici e Paraolimpici. I ricercatori hanno sviluppato tecniche di allenamento, diete, attrezzature e controlli antidoping, nonché una tecnologia che misurerà con sempre maggiore precisione le prodezze atletiche. Un immenso lavoro di background, messo in ombra dallo spettacolo sportivo.

Lo psicologo

Nell’anno 2000, la nazionale paraolimpica di basket spagnola (categoria “Difficoltà di apprendimento”) si aggiudica l’oro stracciando tutte le squadre avversarie. Successivamente è stato scoperto che molti membri della squadra non soffrivano affatto di disabilità intellettive. Le patologie mentali sono difficili da accertare perché, a differenza di molte invalidità fisiche, non sono sempre evidenti. Reduce dallo scandalo spagnolo, il Comitato Paraolimpico Internazionale e la Federazione Internazionale per Para-atleti con disabilità intellettiva hanno sponsorizzato un gruppo di ricerca per definire i criteri atti ad accertare l’esistenza della disabilità. Jan Burns, del Dipartimento di Psicologia Applicata alla Canterbury Christ Church University (UK) è a capo di questo gruppo e i cosiddetti “criteri Burns” hanno contribuito a concedere ai para-atleti con disabilità sportiva di tornare a competere equamente ai giochi. «Attualmente sto esaminando tutti i requisiti degli atleti iscritti alle Olimpiadi di quest’anno a Londra», dice, «e durante le Paraolimpiadi,  dal 29 agosto al 9 settembre, sarò presente per garantire un corretto svolgimento delle competizioni». Sono già in corso anche le verifiche dell’idoneità degli atleti per le Paraolimpiadi del 2016, che si terranno a Rio de Janeiro in Brasile. Si scommette sul fatto che verrà data una seconda possibilità al basket, gioco che ha innescato la problematica nel 2000.

Gli investigatori antidoping

Una delle battaglie più ardue dei Giochi Olimpici di Londra si svolgerà in un laboratorio nella periferia in Harlow, a 35 chilometri a nord del villaggio olimpico. Qui, gli esperti anti-doping applicheranno gli strumenti più sofisticati alla ricerca di sostanze dopanti nel sangue degli atleti. Gli scienziati tossicologici non sono però da soli in questa battaglia. Le aziende farmaceutiche come Roche, Amgen e GlaxoSmithKline condividono ormai sistematicamente le informazioni, segnalando quali nuovi farmaci potrebbero essere utilizzati dagli atleti in modo improprio come sostanze dopanti.

Body building

Potenza in pillole. La ricerca per il miglioramento delle prestazioni degli atleti è antica quanto le competizioni stesse: autori celebri come Ippocrate, Galeno e Plinio il Vecchio riportano l'uso di funghi e testicoli di toro per aumentare la forza tra gli atleti greci e romani già durante i primi Giochi olimpici (776 a.C.- 393 d.C.). Oggi le prospettive della scienza vanno ben oltre. I farmaci potenziatori più noti sono probabilmente quelli della vasta famiglia degli steroidi anabolizzanti, un gruppo di prodotti che è in continua espansione con molecole sempre nuove, studiate appositamente per eludere i test anti-doping. «Esistono circa 2.000 modi diversi di sviluppare una molecola steroide, tutti in grado di esercitare effetti performanti sul fisico», dice Don Catlin, farmacologo presso la Università della California, Los Angeles. Tutti questi composti chimici imitano l’ormone testosterone, il cosiddetto “ormone maschile” responsabile di molte caratteristiche fisiche maschili, come la peluria, la forza, ma anche l’aggressività e l’intraprendenza. Ciò che maggiormente interessa gli atleti è la capacità degli steroidi anabolizzanti di innescare la sintesi proteica e quindi la costruzione del tessuto muscolare. Una terapia agli steroidi, combinata con l'esercizio fisico, può tradursi in un incremento del 38% della forza muscolare.

Prove di resistenza. La forza esplosiva è meno importante sulle lunghe distanze, come nelle discipline sportive come fondo, marcia, 1.000 m stile libero. Qui, gli atleti mirano ad aumentare il numero di globuli rossi, i trasportatori d’ossigeno nel sangue, perché durante l’esercizio fisico prolungato i muscoli ne richiedono una maggiore quantità. È stato dimostrato come l’assunzione di EPO (sostanza che induce un aumento della produzione di globuli rossi) comporti un aumento della resistenza del 34%. Oltre alle diverse molecole già presenti sul mercato illecito, c’è il rischio concreto che alcuni laboratori utilizzino lo sviluppo di alcuni farmaci per trasformarli in potenziali molecole dopanti, come ad esempio i medicinali progettati per trattare la distrofia muscolare o quelli che curano le anemie e le malattie renali.

L’esperto in idrodinamica

Filippo Magnini

Alle gare di nuoto delle Olimpiadi di Pechino nel 2008 sono stati realizzati 25 nuovi record mondiali, più che in qualsiasi altro sport. Cosa avrà migliorato di così tanto le prestazioni dei nuotatori? Molti hanno indossato costumi da bagno high-tech, che riducono di molto l’attrito con l’acqua. Dopo Pechino, l'organismo internazionale che disciplina il nuoto agonistico ha introdotto normative che limitano l’utilizzo dei nuovi materiali. Tuttavia, per raggiungere e superare i proprio obiettivi, gli atleti si sono rivolti quindi a uno scienziato esperto in fluidodinamica, il britannico Stephen Turnock, Professore all’Università di Southampton (UK). La specialità di Turnock è l’idrodinamica, applicata alla progettazione navale, e ha avuto l’intuizione di applicare tali teorie e tecnologie anche a favore degli sportivi. Negli ultimi tre anni ha diretto il Laboratorio di Ingegneria per la Performance nello Sport (pSEL) presso l'Università di Southampton. Il laboratorio ha già lavorato con la squadra di ciclismo britannico per elaborare posizioni di guida più aerodinamici e ora anche nel nuoto è richiesta la sua esperienza per perfezionare i singoli movimenti delle bracciate nei diversi stili. L'applicazione di un approccio scientifico alla performance di nuoto si è rivelata un’impresa complicata: «Con i ciclisti, si mette un atleta nella galleria del vento e determinare quale sia la posizione più aerodinamica è semplice, perché il corpo del ciclista rimane relativamente fermo», dichiara Turnock e aggiunge. «Ma con i nuotatori entrano in gioco tutta una serie di fattori, quali le caratteristiche fisiche personali, il movimento delle bracciate e delle gambe, la forza messa in atto dagli atleti e le forze che vengono trasmesse della pressione dell'acqua ai movimenti del corpo.» Come funziona un esperimento? Il sistema principale si basa su un traino, che tira un nuotatore attraverso l'acqua ad una velocità più elevata della nuotata normale. Per valutare le variazioni di resistenza dell’acqua sul nuotatore, basta misurare la tensione del cavo e possono così seguire esattamente come le regolazioni della postura, dei movimenti o della posizione della cuffia influenzano l’attrito. Il gruppo utilizza poi dei modelli del sistema muscolo-scheletrico computerizzati per capire come perfezionare l'efficienza della nuotata.

Il guardiano della salute

Kamran Khan seguirà da migliaia di chilometri di distanza in maniera meticolosa ogni evento dei Giochi Olimpici di Londra. Gli organizzatori hanno previsto un flusso di quattro milioni di visitatori e più di 14.000 atleti, provenienti da tutto il mondo, che convoglieranno in città, portando con sé anche virus e batteri (qui il sito del Coni dedicato ai profili degli atleti azzurri che parteciperanno ai Giochi). Khan, ricercatore e medico presso l'Università di Toronto in Canada, fa parte di un team internazionale che sta mettendo alla prova nuove strategie di screening per predire la diffusione di malattie, quali ad esempio i ceppi influenzali che negli ultimi anni hanno creato tanto allarmismo. L'insorgenza di epidemia è per definizione associata ai raduni di massa soprattutto quando si riuniscono persone da diverse parti del mondo e il rischio di contagio aumenta ancora di più. Questo perché si viene a contatto con agenti patogeni per i quali non abbiamo sviluppato gli anticorpi. Per valutare queste minacce, Khan utilizzerà il progetto Bio.Diaspora, attivo dal 2008. Questo software raccoglie informazioni su miliardi di itinerari di volo, consentendo ai ricercatori di mappare gli spostamenti delle persone in tutto il mondo. Per misurare il rischio di diffusione di malattie verranno coordinati a questo sistema i dati raccolti in tempo reale durante i giochi. Se, per esempio, una nuova forma di influenza emerge in Cina, Khan può mettere insieme rapidamente un quadro della diffusione della malattia e utilizzarlo per prevedere la probabilità di un focolaio a Londra. Questo tipo di allerta precoce potrebbe dare ai funzionari della sanità il tempo necessario per mettere in guardia il pubblico e adottare misure preventive.

Uomo 2.0

Oscar Pistorius

Il doping in pillole non è l'unico modo escogitato per migliorare le prestazioni sportive. La chirurgia e, in ultima analisi i potenziamenti tecnologici hanno anch’essi portato a dei risultati sorprendenti. La sostituzione di intere articolazioni potrebbe sembrare improbabile per lavorare a livelli professionali di competizione, in quanto le articolazioni artificiali non corrispondono mai del tutto alla meccanica di quelle naturali. Eppure, è noto a tutti che l’atleta sudafricano Oscar Pistorius, che calca la scena sportiva da anni con due gambe artificiali dalle ginocchia in giù. Vederlo correre è impressionante, perché tutto il fisico si è adattato perfettamente alle protesi e il risultato è uno stile di corsa a tutti gli effetti paragonabile a quella degli altri atleti. Bryce Dyer, ingegnere di protesi presso l'Università di Bournemouth (UK), riflette sul fatto se le protesi diano uno svantaggio o un vantaggio alla corsa: «Sebbene le protesi gli permettano di accelerare nel rettilineo come se rimbalzasse su un trampolino, lo mettono in difficoltà nelle curve.» Gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge stanno già lavorando a una protesi di gamba bionica che sarà talmente sofisticata da rasentare l’efficienza di un arto umano. Un giorno, si immaginano, nasceranno nuove discipline sportive, come il “power-run”, il “power-swim”, allo stesso modo come l’invenzione della biciletta ha portato al ciclismo. Ma questo, per ora, resta solo nelle loro fantasie.

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Julia Rizzo è laureata in biologia ed è appassionata di comunicazione scientifica, soprattutto in ambito naturalistico ma anche biomedico. Attualmente vive a Bolzano.
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