Vyrobíme jednou protézu, která bude lepší než končetina z masa a kostí? Zatím tak daleko nejsme, ale já věřím, že to dokážeme, říká Alena Grabowska z Coloradské univerzity v americkém Boulderu.
Spor o Oscara Pistoriuse
Tato přední světová expertka v oboru fyziologie a biomechaniky zkoumá pohyb špičkových handicapovaných sportovců používajících protézy už dlouhou řadu let. Kromě jiného dopomohla ke startu na vrcholných světových soutěžích nehandicapovaných sportovců i jihoafrickému sprinterovi Oscaru Pistoriusovi.
Pistoriusovi lékaři amputovali v dětství obě nohy pod kolenem a Jihoafričan běhal na speciálních protézách z uhlíkového kompozitu. V roce 2011 získal na mistrovství světa v lehké atletice v jihokorejském Daegu stříbrnou medaili jako člen jihoafrické štafety na 4× 400 metrů. Rok poté startoval také v běhu na 400metrů na olympiádě v Londýně, kde postoupil do semifinále.
Především londýnský start byl pro handicapovaného atleta velkým zadostiučiněním poté, co mu Mezinárodní asociace atletických federací (IAAF) v roce 2008 zakázala start na olympiádě v Pekingu. Atletičtí činovníci se tehdy odvolali na posudky sportovních lékařů, kteří došli k závěru, že protézy skýtají běžci výhodu.
Protézy jsou lehké, a handicapovaný atlet tedy vynakládá na pohyb končetiny pod kolenem mnohem méně energie. Jeho krok je rychlejší. Zároveň mu protéza zajišťuje při každém kroku delší kontakt s dráhou, a zvyšuje tak účinnost přenosu energie z nohy na podložku. Handicapovaný atlet se tedy ke každému kroku silněji odrazí. Někteří sportovní fyziologové odhadovali, že při běhu na 400 metrů uberou protézy z Pistoriusova výsledného času plných sedm sekund.
Kauza Markuse Rehma
Alena Grabowska a její spolupracovníci však prokázali, že protéza za nohou v mnoha ohledech zaostává. Její „chodidlo“ sice pracuje jako pružina, ale je přitom zcela „pasivní“. Nevyrovná se lidské noze, kde tvoří svaly, vazy a šlachy systém aktivních pružin, a významně tak šetří běžci energii při každém kroku. Noha mění napětím svalů svou „tuhost“, a to v závislosti na zátěži. Z toho těží sprinter třeba při startu z bloků, kdy se svaly postupně přizpůsobují zátěži a narůstající rychlosti.
Tuhost protézy je předem daná výrobcem, a proto handicapovaní sportovci za zdravými konkurenty už od startu zaostávají. Celková bilance všech kladů a záporů sportovních protéz nedává handicapovaným běžcům žádnou výhodu. Verdikt Aleny Grabowské sice dostal Pistoriuse na olympiádu, ale spory o výhodnosti či nevýhodnosti sportovních protéz neukončil. Nové předpisy IAAF vyžadují, aby handicapovaný atlet sám nezvratně prokázal, že ho jeho protézy nezvýhodňují oproti zdravým sportovcům.
O tom, jak je to obtížné, se přesvědčil německý handicapovaný skokan do dálky Markus Rehm závodící s podkolenní protézou na odrazové noze. Před olympiádou v Riu de Janeiro prošel testy v laboratoři Aleny Grabowské. Ty odhalily, že Rehm zjevně získává na odrazu. Na druhé straně jej ale protéza limituje při rozběhu. Protože délku skoku významně ovlivňuje jak síla odrazu, tak i rychlost rozběhu, nedá se jednoznačně určit, jestli Rehmovi protéza pomáhá, nebo ho na doskočišti okrádá o cenné centimetry. Rehm tak v Riu nestartoval.
Dlouhé, nebo krátké?
O tom, jak kontroverzní je posuzování výhod a nevýhod sportovních protéz, svědčí i spor mezi Oscarem Pistoriusem a jeho brazilským konkurentem Alanem Oliveirou, který používal delší protézy. Jihoafričan v tom viděl nedovolené zvýhodnění, protože delší protéza dovoluje atletovi delší krok. Pravidla Mezinárodního paraolympijského výboru limitují výšku atleta stojícího na protézách s ohledem na jeho další tělesné míry, především na rozpětí upažených rukou. I toto pravidlo je ale podle Aleny Grabowské sporné, protože řada handicapovaných sportovců používá protézy v důsledku vrozených tělesných postižení, při kterých mohou být pozměněné celkové tělesné proporce.
Tito lidé mají například kratší paže a regule je pak nutí k používání nepřiměřeně krátkých protéz. V názorech na výhodnost delších protéz nejsou jednotní ani experti. Jedni tvrdí shodně s Pistoriusem, že delší protézy pomáhají, protože umožňují delší krok. Jejich oponenti namítají, že s delší, a tedy i těžší protézou je krok namáhavější a to běh zpomaluje. Nedávná studie týmu Aleny Grabowské ukázala, že pravdu mají oba tábory. S delší protézou dělá běžec delší kroky, ale ty jsou pro něj namáhavější, a proto jich udělá za daný čas méně. Oba vlivy se tak vzájemně kompenzují.
Nevýhoda vnitřní dráhy
Nově se Alena Grabowska zabývala atlety běhajícími s protézou na jedné noze. Zjistila, že na tratích nad dvě stě metrů jsou na tom o poznání hůř ti s protézou na levé noze. V zatáčkách atletického oválu běží s protézou na vnitřní straně dráhy a vystavují ji větší zátěži. V dráhách uvnitř oválu, kde se běží zatáčky o menším poloměru, je handicap citelnější než na dráhách blíže k obvodu oválu. Vědci se nyní pokoušejí vyvinout protézu, která by nevýhodu sportovců s protézou na levé noze eliminovala. Výzkumníci se také zabývají specifickými nároky na protézy pro různé disciplíny. Například sprinterům vyhovují protézy tvrdší, běžcům na delší trati naopak měkčí. Přesná měření z laboratoře Aleny Grabowské potvrdila, že běh s měkkou protézou je snazší, protože při něm atlet vydává méně energie.
Důležité však také je, že výsledky výzkumu a vývoje protéz pro sportovce pomáhají i běžným lidem s handicapem. Lépe fungující protézy jim usnadňují nejen rekreační sportování, ale pomáhají při zvládání nároků každodenního života.
