Principale obiettivo è approfondire, a livello cellulare e molecolare, i processi biologici e biochimici connessi con l’attività fisica, compresi gli adattamenti metabolici indotti dalle diverse tipologie di allenamento. Alla fine del corso, lo studente dovrà essere in grado di conoscere e comprendere le basi biochimiche, genetiche e cellulari che modulano la risposta individuale all’esercizio fisico.
Biologia, genetica e biochimica di base.
Conoscenza e comprensione
Conoscere e comprendere le modificazioni e gli adattamenti morfologici, cellulari e molecolari indotti dall’esercizio. Il laureato deve pertanto dimostrare di avere conoscenze e competenze che rafforzano ciò che ha acquisito nel primo ciclo consentendo di applicare quanto appreso nel contesto lavorativo
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Applicare le conoscenze avanzate, la capacità di comprensione nel risolvere problemi, come la gestione di tutte le variabili che possono presentarsi nello sport di alto livello e non, in un’ottica multidisciplinare.
Autonomia di giudizio
Sulla base dei saperi acquisiti il laureato sarà in grado di operare autonomamente delle scelte analizzando la qualità, il valore e il significato degli interventi e dei programmi di allenamento, in funzione dell’età, del genere, della condizione fisica e delle altre caratteristiche specifiche dell’atleta, e del tipo e degli obiettivi dell’attività sportiva;
Abilità comunicative
Comunicare in maniera chiara ed esaustiva le loro competenze circa le 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.
Modulo di Biochimica
Richiami sul metabolismo energetico. Regolazione enzimatica. Recettori e trasduzione del segnale. Regolazione ormonale dell’attività enzimatica. Ciclo nutrizione-digiuno. Necessità energetiche del muscolo scheletrico. Metabolismo del glicogeno. Regolazione del metabolismo del glicogeno. Glicogenosi. Ciclo dei nucleotidi purinici: influenza sulla prestazione. Metabolismo durante l’esercizio: lipidi verso carboidrati. Meccanismi biochimici nell’acidosi metabolica. Controllo Respiratorio. Specie reattive dell’ossigeno, stress ossidativo e sistemi antiossidanti. Le basi molecolari della fatica. Adattamenti biochimici all’allenamento aerobico e/o anaerobico.
Settimana 1
Panoramica sul metabolismo energetico
Panoramica sulla regolazione enzimatica
Regolazione enzimatica nel muscolo
Principi di regolazione metabolica
Rilevanza dei carboidrati per lo sport
Metabolismo del glicogeno
Regolazione del metabolismo del glicogeno
Le glicogenosi
Settimana 2
Rilevanza dei lipidi per lo sport
Rilevanza delle proteine per lo sport
Caratteristiche metaboliche di fegato, muscolo, tessuto adiposo, cervello e interazioni metaboliche
Ciclo nutrizione-digiuno
Il tessuto adiposo e citochine infiammatorie
Miochine e il ruolo nell’organismo
Settimana 3
Il concetto di energia libera
Molecole ad alto contenuto energetico
Il continuum energetico
Sistemi energetici e velocità di corsa
Ciclo dei nucleotidi adenilici
Fonti di energia e muscoli
Acidosi metabolica
Settimana 4
Produzione di energia e regolazione metabolica nell’esercizio ad alta intensità
Definizione di esercizio ad alta intensità
Effetti della durata dell’esercizio
Effetto dello stato nutrizionale
Effetti dello stato di allenamento
Produzione di energia e regolazione metabolica nell’esercizio di resistenza
Definizione di esercizio di resistenza
Effetti della durata dell’esercizio
Effetto dello stato nutrizionale
Effetti dello stato di allenamento
Settimana 5
Fosforilazione ossidativa, radicali liberi e stress ossidativo
Meccanismi di difesa dallo stress ossidativo
Seminario di approfondimento su articoli scientifici recenti
Settimana 6
Adattamenti all’esercizio anaerobico e aerobico
Meccanismi dell’insorgenza della fatica
Seminario di approfondimento su articoli scientifici recenti
Modulo di Biologia
Studi classici sull’ereditarietà del talento sportivo e le sue limitazioni. Studi su famiglie di campioni e su gemelli atleti.
Dall’approccio indiretto allo studio molecolare di geni candidati. Il concetto di gene e la regolazione genica. Limiti della variabilità e dell’espressione delle potenzialità nell’alta prestazione: dal concetto di costituzione fisica al doping genetico. Genetica molecolare: studio di geni candidati e regolazione delle determinanti biologiche della prestazione motoria. Fattori che influenzano l’espressione genica: l’adattamento cellulare. Espressione genica e attività sportiva. Espressione genica preferenziale e specializzazione sportiva.
Risposta cellulare allo stress indotto dall’esercizio fisico: stress ossidativo e la risposta cellulare alla produzione di radicali liberi; risposta cellulare all’ipertermia; risposta cellulare all’ipossia.
Settimana 7
Determinanti genetici della prestazione sportiva: fenotipi complessi e indice di ereditarietà, variabilità genetica in geni specifici e prestazione.
Settimana 8
Trasferimento genico e doping: i rischi per la salute e le metodiche avanzate di detection molecolare.
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
Adattamento molecolare e cellulare all’esercizio aerobico: l’esempio della biogenesi mitocondriale.
Adattamento molecolare e cellulare all’esercizio di forza.
Settimana 12
Risposta cellulare a stress indotti da attività motoria: stress termico, stress ipossico e stress ossidativo.
Testi
Articoli scientifici recenti sugli argomenti trattati durante il corso
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 all’adattamento biochimico, molecolare e cellulare all’allenamento sportivo.