Biologia
- Genetica della variabilità umana.
- Ecologia umana e i fattori della variabilità e dell’adattamento.
- Biologia e genetica dell’adattamento cellulare.
- Biologia e genetica dello sviluppo e dell’invecchiamento.
Biochimica
- Richiami su metabolismo energetico
- Regolazione enzimatica
- Recettori, trasduzione del segnale
- Regolazione ormonale dell’attività enzimatica
- Necessità energetiche del muscolo scheletrico
- Ciclo dei nucleotidi purinici
- Acidosi metabolica
- Integrazione del metabolismo: gli effetti metabolici dell’insulina e del glucagone; il ciclo nutrizione-digiuno; il diabete mellito; l’obesità
- Controllo Respiratorio
- Specie reattive dell’ossigeno, stress ossidativo e sistemi antiossidanti
- Adattamenti biochimici all’allenamento aerobico e/o anaerobico
Fisiologia degli adattamenti neuromuscolari
- Misura della forza e della potenza muscolare
- Differenza di forza e potenza muscolare tra i sessi
- Come allenare i muscoli alla forza e alla potenza
- Modificazioni strutturali e funzionali indotte dall’allenamento
- ·Adattamenti muscolari e neurali
- Confronto tra maschi e femmine nella risposta all’allenamento
- L’allenamento della forza e della potenza muscolare nell’anziano
- Le principali tecniche di indagine fisiologia per studiare gli adattamenti muscolari, tendinei, e nervosi in risposta all’invecchiamento e all’allenamento
Fisiologia del controllo motorio
- Concetto di integrazione sensitivo-motoria
- Motilità volontaria e motilità riflessa
- Meccanismi spinali del controllo del movimento
- ·Controllo della postura e dell’equilibrio
- Organizzazione dei circuiti cerebellari e ruolo funzionale del cervelletto
- Organizzazione morfo-funzionale della corteccia cerebrale
- Programmazione e attuazione del movimento volontario
- Funzione motoria dei nuclei della base
Programma Esteso
Modulo Biochimica e adattamenti metabolici correlati all’attività fisica e la salute
- Settimana 1:
- Panoramica sul metabolismo energetico
- Panoramica sulla regolazione enzimatica
- Regolazione enzimatica nel muscolo
- Principi di regolazione metabolica
- Caratteristiche metaboliche di fegato, muscolo, tessuto adiposo, cervello e interazioni metaboliche
- Settimana 2:
- Effetti metabolici di insulina e glucagone
- Il ciclo nutrizione- digiuno
- Il tessuto adiposo e citochine infiammatorie
- Miochine e il ruolo nell’organismo
- Settimana 3:
- Nutrizione e malattie croniche
- Obesità
- Aterosclerosi
- Diabete
- Settimana 4:
- Il concetto di energia libera
- Molecole ad alto contenuto energetico
- Il continuum energetico
- Fonti di energia e muscoli
- Meccanismi dell’insorgenza della fatica
- Acidosi metabolica
- Settimana 5:
- Biochimica degli eritrociti
- Fosforilazione ossidativa e funzione mitocondriale
- Tossicità dell’ossigeno, stress ossidativo e danni da radicali liberi
- Meccanismi di difesa dallo stress ossidativo
- Settimana 6:
- Adattamenti all’esercizio anaerobico e aerobico
Modulo Biologia Applicata
- Settimana 7:
- Genetica della variabilità umana e disabilità motoria legata a caratteri monogenici
- Settimana 8:
- Genetica della variabilità umana e disabilità motoria legata a caratteri multifattoriali
- Settimana 9:
- Signaling molecolare e adattamenti cellulari da stimolo motorio nel breve, medio e lungo termine
- Settimana 10:
- Regolazione dell’espressione genica e adattamenti allo stimolo motorio
- Settimana 11:
- Interazione geni/ambiente nell’adattamento all’esercizio fisico
- Biologia e genetica dello sviluppo
- Settimana 12:
- Biologia e genetica dell’invecchiamento
Modulo Fisiologia del Controllo Motorio
- Settimana 1:
- Principali determinanti fisiologici della forza e della potenza muscolare.
- Fattori muscolari, tendinei e nervosi
- Settimana 2:
- Misura della forza e della potenza muscolare.
- Principali meccanismi fisiologici alla base dell’aumento della forza e della potenza muscolare in seguito all’allenamento contro resistenza.
- Settimana 3:
- Variazioni della forza e della potenza muscolare con l’invecchiamento.
- Principali meccanismi fisiologici di natura muscolare alla base della diminuzione della forza e della potenza muscolare nell’anziano.
- Settimana 4:
- Principali meccanismi fisiologici di natura tendinea alla base della diminuzione della forza e della potenza muscolare nell’anziano.
- Principali meccanismi fisiologici di natura nervosa alla base della diminuzione della forza e della potenza muscolare nell’anziano.
- Settimana 5:
- Relazione fra potenza muscolare e abilità funzionali nell’anziano.
- Principali meccanismi fisiologici alla base dell’aumento della forza e della potenza muscolare in seguito all’allenamento contro resistenza nell’anziano.
- Settimana 6:
- Studio del controllo neuromuscolare tramite elettromiografia di superficie ad alta densità.
- Studio del controllo neuromuscolare tramite elettromiografia di profondità.
- Settimana 7:
- Studio dell’eccitabilità spinale tramite riflesso di Hoffman.
- Studio dei meccanismi centrali di adattamento del sistema nervoso con l’invecchiamento tramite elettroencefalografia, risonanza magnetica funzionale, stimolazione magnetica transcranica.
- Settimana 8:
- Costo energetico della locomozione nell’uomo.
- Costo energetico della locomozione con l’invecchiamento e in condizioni patologiche.
- Settimana 9:
- Controllo nervoso del movimento. Movimenti volontari, involontari e automatici. Integrazione sensitivo-motoria. Ingresso sensitivo (input), integrazione, uscita motoria (output).
- Propriocezione. Fusi neuromuscolari e organi muscolotendinei del Golgi.
- Struttura e funzione dei recettori articolari e dei meccanocettori cutanei.
- Settimana 10:
- Integrazione sensitivo-motoria. Funzione degli interneuroni.
- Riflesso miotatico fasico e tonico. Coattivazione alfa-gamma. Riflesso patellare con inibizione reciproca. Riflesso inverso da stiramento. Riflesso di flessione. Riflesso di estensione crociata.
- Settimana 11:
- Definizione di postura ed equilibrio. Controllo dell’equilibrio posturale e dell’orientamento posturale. Strategie e sinergie posturali.
- Principali strutture del SNC coinvolte nel controllo della postura.
- Settimana 12:
- Aggiustamenti posturali compensatori e anticipatori.
- Effetto dell’allenamento sugli aggiustamenti posturali compensatori e anticipatori.
Metodi didattici
Lezioni frontali, discussioni di gruppo, seminari di approfondimento, autovalutazione
Modalità di verifica dell’apprendimento
La verifica degli apprendimenti è strutturata attraverso il superamento di una prova orale in cui lo studente dovrà dimostrare di possedere sia le conoscenze teoriche che la capacità di integrazione e applicazione di quanto appreso nei due moduli relativamente l’adattamento biochimico, molecolare e cellulare all’allenamento sportivo.
Per la verifica complessiva del corso integrato, i docenti assegneranno un voto per ciascuno dei percorsi formativi. Dal confronto dei risultati si giungerà a un voto finale unanime, evidenziando allo studente eventualmente i punti di criticità della sua preparazione.
Testi di riferimento
Articoli scientifici recenti sugli argomenti trattati durante il corso
Modulo di Biologia e Genetica (Testi di consultazione)
- Lewis «Genetica Umana», Piccin, Cap. 7
Baker “Adattamento Umano” pp.485-610.
Tanner “Accrescimento umano e costituzione pp 369-483
Bruce and Troen “The Biology of Aging”