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Perché gli atleti giamaicani sono così veloci?

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Giusto ieri Usain Bolt vinceva l’oro nei 100 metri piani alle Olimpiadi di Rio diventando il primo atleta a vincere tale competizione in tre edizioni consecutive dei Giochi. Lightning Bolt, come è soprannominato, è certamente un talento più unico che raro, ma non è il primo atleta giamaicano a primeggiare nella gara più rapida dell’atletica. Tra i suoi connazionali troviamo atleti come Asafa Powell, Yohan Blake, Nesta Carter, Michael Frater e Steve Mullings tra gli uomini e Shelly-Ann Fraser-Pryce, Kerron Stewart, Veronica Campbell-Brown, Merlene Ottey ed Elaine Thompson tra le donne.

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Il team giamaicano della 4×100 maschile a Londra 2012

Ma come è possibile che una piccola isola caraibica, con una popolazione inferiore ai 3 milioni di abitanti, riesca a produrre un numero così elevato di atleti d’elite?

Le teorie che tentano di spiegare questo fenomeno sono numerose e nessuna esclude l’altra. Questo perché sono i fattori stessi che determinano la nascita di un grande atleta ad essere numerosi e complessi.

Sicuramente esiste un fattore genetico. Numerosi articoli che si trovano in rete spesso citano il gene ACTN3, responsabile della produzione della proteina muscolare alpha-actinina-3, come il gene indispensabile per poter aspirare a diventare rapidi come Bolt e Powell. In verità, come spiegato bene in QUESTO articolo (in inglese), non ha senso parlare di “gene della velocità”, così come non si può identificare un singolo gene per un carattere fortemente ereditario come l’altezza. Questo semplicemente perché un simile gene non esiste, o meglio, non ne esiste solo uno. Il numero stimato di geni umani oscilla tra i 20 e i 25mila. Cifra che incrementa sensibilmente se si considerano le variazioni anche minimali che esistono da individuo ad individuo. Le interazioni tra i geni di un corpo umano, poi, sono talmente complesse e numerose che è impossibile identificare un singolo gene della velocità. Senza contare i fattori ambientali che possono modificare il pattern di espressione di diversi geni. Quindi, la base genetica in un grande atleta è effettiva e reale, ma è impossibile (almeno per ora) sviscerarne i meccanismi.

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Il team giamaicano della 4×100 femminile a Pechino 2015

Se i meccanismi genetici più sottili non sono analizzabili lo sono invece i loro effetti macroscopici. Dal punto di vista etnico, infatti, non sono solo gli atleti giamaicani ad essere particolarmente rapidi, ma lo sono più in generale tutti gli atleti di discendenza africana. È dal 1968, infatti, che i record del mondo sui 100 metri piani sono stati conseguiti solo da atleti di colore. Uno studio del 2010 ha analizzato le caratteristiche fisiche di diverse etnie e ha concluso che gli atleti di colore sono naturalmente predisposti alla corsa rapida in quanto dotati di arti più lunghi ed un torso più corto rispetto agli atleti caucasici. Questa conformazione fisica alza di centro di gravità del corpo, permettendo alle gambe di muoversi più rapidamente. Inoltre, nello sprint sono le gambe a fare la maggior parte del lavoro e un torso più corto contribuisce ad alleggerire il peso complessivo del corpo. Un torso più lungo è invece utile nel nuoto, disciplina in cui sono gli atleti caucasici ad eccellere.

Un altro fattore che si pensa possa aver contribuito a sviluppare la velocità dei giamaicani (e degli afroamericani) è la selezione causata dalla tratta degli schiavi operata nell’Atlantico tra i secoli XVI e XIX. La maggior parte degli attuali abitanti della Giamaica discende infatti da uomini e donne deportati come schiavi dall’Africa. Al tempo in molti morirono durante la pericolosa traversata atlantica. Per questo alcuni suggeriscono come siano stati i più forti coloro che riuscirono ad arrivare vivi nel Mar dei Caraibi ed in America, tramandando poi la loro innata resistenza ai propri discendenti.

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Da sinistra: Usain Bolt, Yohan Blake e Asafa Powell

Un ultimo motivo dietro la velocità dei giamaicani, infine, è la tradizione. Lo sprint è una pratica popolare sull’isola dove i bambini si sfidano in gare veloci fin dalla più tenera età. Il sistema scolastico, poi, incentiva questa pratica tra gli studenti. Eventi di atletica come l’Inter-secondary School Boys and Girls Championship (detto Champs) vengono organizzati ogni anno nella capitale Kingston, mentre ingenti investimenti hanno permesso la realizzazione di strutture di allenamento all’avanguardia.

In conclusione, non esiste un solo fattore che rende gli atleti giamaicani così veloci. Ma, come abbiamo visto, tra i numerosi motivi possiamo sicuramente includere una certa dose di predisposizione genetica, una forte tradizione, infrastrutture adeguate, duri allenamenti di alto livelo (e allenatori in grado di garantirli) e quasi certamente una serie di fattori ambientali come cibo e clima.

Per approfondimenti consiglio QUESTO articolo.

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Perché i tatuaggi sbiadiscono con il tempo?

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Spesso le idee per i post su questo blog vengono dalla mia quotidianità. Fenomeni che osservo o situazioni in cui mi trovo coinvolto che stimolano la mia curiosità.

Recentemente mi sono recato in uno studio specializzato per dare una ritoccata ad un mio vecchio tatuaggio. Dopo 11 anni il mio simpatico dragone si era sbiadito, i bordi erano meno definiti e linee che avrebbero dovuto essere separate erano ormai praticamente sovrapposte.

Ma come mai i tatuaggi sbiadiscono con il tempo?

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Esempio di tatuaggio sbiadito nel corso degli anni (per la fonte e una galleria con altri esempi guardate QUI).

Questo fenomeno è tipico di tutti i tatuaggi ed è tanto più evidente quanto le linee che compongono il disegno sono sottili e complesse. Per capire i processi fisiologici alla base di questo inevitabile e fastidioso processo dobbiamo prima capire in cosa consiste un tatuaggio.

Il tatuaggio è di per sé una pratica antichissima e i metodi utilizzati per la realizzazione dei disegni sono variegati (tra i quali ricordiamo il metodo estremo a cucitura della pelle tipico dei tatuaggi inuit).

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Tipito tatuaggio inuit realizzato con il metodo della cucitura. Il pigmento (in genere fuliggine) viene deposto nella cute tramite ago e filo. Il filo coperto di fuliggine, deposita i pigmenti passando attraverso gli strati della pelle. (per altre immagini di tatuaggi inuit guardate QUI)

Al giorno d’oggi i tatuaggi più diffusi in Occidente sono realizzati tramite l’inserimento nel derma di inchiostro specifico tramite l’uso di uno o più aghi.

L’inchiostro utilizzato per per tracciare linee, scritte o disegni permamenti sul proprio corpo è generalmente composto da due parti: il veicolo (o carrier) e il pigmento. Il primo è un solvente (acqua, glicerina, propilene, metanolo) che serve a mantenere i pigmenti in soluzione e a proteggerli da agenti patogeni e contaminazioni. Il secondo, invece, è formato dalle particelle che andranno a comporre il tatuaggio stesso. Esistono numerosi tipi differenti di pigmenti ed in genere sono di origine minerale, vegetale o plastica (per approfondimenti sulla composizione degli inchiostri da tatuaggi guardate QUI).

L’ago di una pistola da tatuaggio, quindi, penetra lo strato superficiale dell’epidermide e deposita frammenti di pigmenti nel derma. Il derma è lo strato della nostra cute che si trova al di sotto dell’epidermide. È formato principalmente da tessuto connettivo ed è altamente vascolarizzato ed innervato.

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Epidermide e derma (in rosa chiaro). (fonte: Wikipedia)

Quando i pigmenti d’inchiostro arrivano nel derma il sistema immunitario reagisce rilevando dei corpi estranei. Per proteggerci da quella che a tutti gli effetti è un’invasione i globuli bianchi si precipitano sul luogo dell’attacco e cercano di liberare il tessuto dai pigmenti.

I globuli bianchi, però, sono cellule relativamente piccole rispetto alle particelle di pigmento. Per questo motivo riescono a fagocitare facilmente solo i frammenti più piccoli che vengono eliminati poi tramite il sistema linfatico ed il fegato. I frammenti più grossi, invece, vengono circondati dalle cellule tipiche del connettivo (i fibroblasti) e sono destinati a rimanere intrappolati nel nostro derma per un tempo indeterminato.

Con il passare degli anni questi fibroblasti si muovono, si dividono e muoiono. Il tatuaggio finisce così per spostarsi più in profondità nel derma, mentre le linee che lo compongono si allargano, dando quel fastidioso effetto sfocato e sbiadito.

Diversi fattori, infine, possono contribuire ad accelerare il processo. Tra questi troviamo dimagrire o ingrassare repentinamente, aumentare o diminuire la massa muscolare, esporsi a lungo e senza protezioni alla luce solare.

(per ulteriori approfondimenti cliccate QUI e guardate QUESTO video)

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Fisiologia ed evoluzione del singhiozzo.

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Calvin alle prese con il singhiozzo.

Come lo starnuto (trattato recentemente da me QUI) anche il singhiozzo è un riflesso che coinvolge l’apparato respiratorio,  è diffuso nel regno animale e accompagna l’Uomo dall’alba dei tempi.

Le possibili cause del singhiozzo sono molteplici e possono essere, per esempio, di tipo psicogeno (shock, eccitazione, paura, stress), di tipo metabolico (iperglicemia, ipocalemia, febbre), associate a farmaci (benzodiazepine, barbiturici, alfa-metildopa) o a malattie (tumori, infiammazioni nervose).

In ogni caso la causa più diffusa è l’iperestensione dello stomaco che, probabilmente, provoca un’irritazione del muscolo diaframma o del nervo frenico che lo innerva.

Dal punto di vista fisiologico il singhiozzo è un fenomeno più complicato di una semplice contrazione involontaria del diaframma.

Ad ogni sussulto, infatti, insieme al diaframma si contraggono con forza anche i muscoli inspiratori (intercostali, del collo e altri) mentre i muscoli espiratori si rilassano profondamente. In seguito alla violenta inspirazione la glottide (il segmento della laringe dove si trovano le corde vocali) si chiude di scatto producendo il caratteristico suono. Prima della contrazione del diaframma, inoltre, il palato e il retro della lingua si muovono verso l’alto e non sono rari i rutti d’aria associati ai sussulti del singhiozzo.

La glottide si trova all’altezza delle corde vocali

Un attacco di singhiozzo viene definito tale se si protrae per più di qualche minuto. Un attacco che duri più di 48 ore è considerato persistente o protratto. Se dura più di un mese è definito intrattabile.

Seppur rari esistono casi di attacchi di singhiozzo durati anni. Il record (ufficialmente nel Guinness dei Primati e difficilmente battibile) appartiene a Charles Osborne che incominciò a singhiozzare nel 1922 dopo essere stato schiacciato dalla carcassa di un maiale di un quintale e mezzo che stava per macellare. Charles Osborne, nato nel 1892, finì di singhiozzare nel 1990 all’età di 97 anni, 68 anni dopo l’incidente con il maiale. Morì l’anno successivo in seguito alle complicazioni di un’ulcera.

Quali sono i rimedi più efficaci contro il singhiozzo?

I rimedi ad un attacco di singhiozzo sono antichi quanto la conoscenza del fenomeno stesso. Cionostante nessuno di essi si è mai rivelato efficace al 100%. In ogni caso le soluzioni migliori sembrano essere il controllo della respirazione, bere acqua o semplicemente avere la pazienza di aspettare che l’attacco termini da solo (sperando di non battere il record di Charles Osborne…).

I casi più gravi possono persino essere trattati chirurgicamente con l’ablazione del nervo frenico.

Ma a cosa serve il singhiozzo?

Lo starnuto e la tosse sono riflessi utili per liberare le vie respiratorie da patogeni e agenti irritanti. Il singhiozzo invece sembra essere un riflesso complesso privo di qualsiasi scopo (se non quello di infastidirci…).

Esistono due principali teorie sull’evoluzione del singhiozzo.

La prima teoria sostiene che il singhiozzo sarebbe un modo per liberare lo stomaco da un eccesso di aria. Poiché questo fenomeno è diffuso tra i mammiferi e in particolar modo tra gli infanti, si pensa che i sussulti siano un modo per coordinare la suzione del latte con la respirazione. Secondo questa teoria il sussulto permetterebbe di espellere aria dallo stomaco liberando volume utile per una maggiore quantità di latte.

Un vitello in allattamento

Una seconda teoria, invece, considera il rilfesso del singhiozzo come un residuo vestigiale della respirazione anfibia. Il singhiozzo, come spiegato sopra, è un fenomeno ritmico e complesso, che coordina tra loro differenti tipi di muscoli. Ciò suggerisce che esista, a livello del sistema nervoso, un centro generatore di singhiozzi.

Il singhiozzo, inoltre, è già osservabile nel feto e, nel corso dello sviluppo embrionale, compare ancor prima dei movimenti respiratori. Per questa ragione il singhiozzo potrebbe essere un residuo di precedenti fasi dell’evoluzione.

Cercando all’interno del regno animale un valido candidato che possa rappresentare gli albori del singhiozzo ci si ritrova ai bordi di uno stagno. I girini, infatti, nel corso della loro metamorfosi si ritrovano ad avere sia le branchie che i polmoni.

I girini, però, sono privi di diaframma e, per riempire i polmoni, devono prima riempire la bocca di aria, quindi chiudere bocca, narici e branchie e forzare l’aria all’interno dei polmoni. Quando invece respirano tramite le branchie,  riempiono la bocca di acqua, chiudono la glottide e forzano l’acqua attraverso le branchie.

I girini, ad un certo stadio della propria metamorfosi, possono respirare sia acqua che aria

In entrambi i casi i girini sfruttano una coordinazione tra inspirazione e chiusura della glottide in modo del tutto simile al singhiozzo.

[Per approfondimenti visitate alcune delle pagine da cui ho tratto le informazioni per questo post: QUI e QUI]

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