Adattamenti biologici dell’attività motoria (LM67-03A)

Adattamenti biologici dell’attività motoria (LM67-03A)

informazioni su questo INSEGNAMENTO
CFU / ECTS
12
Ore totali:
96
SSD:
BIO/09, BIO/10 e BIO/13
Lingua:
Italiana
Periodo:
Annuale
Modalità di valutazione:
Esame orale

Obiettivi formativi

Modulo Biologia e genetica della variabilità umana e dell’adattamento – Biochimica e adattamenti metabolici correlati all’attività fisica e la salute

Alla fine del corso, lo studente dovrà essere in grado di:

  • comprendere e descrivere le basi genetiche dei caratteri mono-e multifattoriali legati a disabilità motoria
  • comprendere l’interazione geni-ambiente nella comparsa dei caratteri multifattoriali
  • comprendere gli adattamenti metabolici correlati con l’attività fisica e la prevenzione delle patologie multifattoriali
  • comprendere i meccanismi biochimici e cellulari alla base della risposta individuale agli stimoli ambientali, con particolare riferimento all’attività fisica
  • comprendere le basi biochimiche, biologiche e cellulari del processo di sviluppo e invecchiamento.

Modulo Fisiologia del controllo motorio

Alla fine del corso, lo studente dovrà essere in grado di:

  • comprendere il processo di integrazione sensitivo-motoria con particolare riferimento alla organizzazione funzionale dei sistemi di controllo del movimento
  • comprendere i problemi specifici connessi con l’attività fisica svolta in ambienti speciali e gli adattamenti immediati e a lungo termine messi in atto dall’organismo a fini omeostatici
  • comprendere gli adattamenti fisiologici all’allenamento della forza e della potenza muscolare con particolare riferimento all’individuo anziano.

Prerequisiti

Biologia, Genetica e Biochimica di base. Fisiologia di base.

Risultati apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione
Conoscere e comprendere le modificazioni e gli adattamenti morfologici, cellulari, molecolari e fisiologici indotti dall’esercizio.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Il laureato deve dimostrare di avere acquisito conoscenze e competenze più avanzate rispetto al primo ciclo, consentendo di applicare quanto appreso sia nel contesto lavorativo, sia in un ambito di ricerca scientifica, arrivando a soluzioni innovative e/o originali.

Autonomia di giudizio
Le conoscenze di biologia, biochimica e fisiologia acquisite in questo secondo livello danno al laureato la capacità di analizzare in maniera critica i problemi che possono presentarsi nel contesto lavorativo ed essere in grado di risolverli autonomamente e/o in accordo con il team di esperti con cui condivide l’attività

Abilità comunicative
Comunicare in maniera chiara ed esaustiva le competenze sulle varie problematiche dando suggerimenti di tipo pratico agli interlocutori anche non esperti del settore.

Capacità di apprendimento
Aggiornare costantemente e in maniera autonoma le conoscenze nell’ambito dell’attività sportiva attraverso la ricerca di pubblicazioni scientifiche di settore, avvalendosi anche di ausili informatici e materiale multimediale.

Programma

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”
Vedi programma esteso
CORSI CHE UTILIZZANO L'INSEGNAMENTO
Laurea Magistrale in Attività Motorie Preventive e Adattate (Classe LM67)
Piazza Lauro de Bosis, 15 - 00135 Roma
Docenti del corso
Caporossi Daniela
Ceci Roberta
Duranti Guglielmo
Macaluso Andrea
Sabatini Stefania