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Oggetto:
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Fisiologia

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Physiology

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Anno accademico 2024/2025

Codice attività didattica
SUI0160_CN
Docenti
Giorgia Chinigo' (Titolare)
Stefano Gariazzo (Titolare)
Corso di studio
[f091-c701] SCIENZE DELLE ATTIVITÀ MOTORIE E SPORTIVE
Anno
2° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante, Affine o integrativo
Crediti/Valenza
11
SSD attività didattica
BIO/09 - fisiologia
FIS/01 - fisica sperimentale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

L’insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi formativi del Corso di Laurea in Scienze delle Attività Motorie e Sportive fornendo allo/a studente/essa le conoscenze e una buona base di comprensione dell’ambito della materia.

FISIOLOGIA:
In accordo con gli obiettivi formativi specifici del Corso di Laurea, l'insegnamento si propone di presentare una visione generale ed integrata della Fisiologia, dal livello biochimico/cellulare a quello organismico. I principi di funzionamento dei diversi organi e apparati del corpo umano saranno trattati dando particolare attenzione ai meccanismi di regolazione e adattamento all'esercizio fisico, al fine di contribuire a stabilire le basi indispensabili e trasversali fruibili nelle differenti applicazioni ed interventi delle professioni delle Scienze Motorie e Sportive.

FISICA:
Il corso si pone l'obiettivo di recuperare le conoscenze di Fisica studiate nelle scuole superiori che siano di interesse per le Scienze Motorie. Partendo da esempi reali e situazioni tipiche sport-specifiche verranno messe in evidenza le regole della Fisica che vi sono sottese. Le conoscenze di base così recuperate  dovrebbero permettere allo studente di comprendere più facilmente le tecniche e le metodologie di misurazione e valutazione dell'esercizio fisico e le basi della biomeccanica, necessarie per attuare programmi semplici di recupero.


The teaching contributes to the realization of the educational objective of the Course in Physical Exercise and Sport Sciences providing the student with knowledge and competences to understand the field of matter.

 

PHYSIOLOGY:
According to the general aims stated by the Course Council, this teaching aims to supply a general and integrated overview of Physiology, from cellular to organismic level. The operating principles of different organs and apparatus in the human body will be presented giving attention in particular to the mechanisms of regulation and adaptation to physical activity, in order to provide the basic requirements for the different professional applications of physical and sports education. 

PHYSICS:
The course aims to highlight basic concepts of Physics already studied and  which are of interest for the Exercise and Sport Sciences. Starting from real examples and sport specific situations the underneath rules will be described. The base knowledge thus recovered should help the student to more easily realize techniques and methodologies to measure and assess physical exercise and biomechanics, which are necessary to design recovery programs.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

FISIOLOGIA:

  • Acquisire i principi generali della fisiologia umana.
  • Acquisire le basi biochimiche e cellulari della fisiologia degli organi.
  • Saper applicare una visione funzionale integrata degli apparati e dei sistemi.
  • Acquisire un linguaggio scientifico rigoroso e non ambiguo.
  • Selezionare l'informazione valida da una varietà di fonti.
  • Applicare i concetti generali della fisiologia umana alle attività motorie.

FISICA:

  • Comprendere l’utilità dell’uso della fisica
  • Imparare a guardare “dietro” ai fenomeni naturali e spiegarli con le leggi della fisica
  • Distinguere le forze e le coppie in gioco durante il movimento
  • Associare agli esercizi e agli sport tipici della loro attività professionale i fenomeni fisici e le proprietà di base

PHYSIOLOGY:

  • Acquiring a good general knowledge on human Physiology.
  • Acquiring the basic biochemical and cellular mechanisms underlying the function of human organs.
  • Applying an integrated functional view of human organs and systems.
  • Selecting robust information from a variety of sources.
  • Acquiring a robust and unambiguous scientific language.
  • Applying basic concepts of human Physiology to physical activity.

 

PHYSICS:

  • To realize the importance of studying physics
  • To learn to look “behind” natural phenomena to explain them with under the lens of physics laws
  • To distinguish forces and torques during movement
  • To distinguish in training protocols and sports physical phenomena and the correspondent basic properties which will characterize their own professional activities
Oggetto:

Programma

FISIOLOGIA:
Fisiologia della cellula. Livelli di organizzazione dei viventi: organismo, organi, tessuti, cellule e molecole. Struttura delle membrane cellulari. Processi di diffusione. Flussi attraverso le membrane. Trasporti passivi. Diffusione semplice e facilitata. Trasporti attivi primari e secondari. Endocitosi ed esocitosi.  Trasporti di acqua e osmosi. Giunzioni intercellulari e polarizzazione. Epiteli e flussi transepiteliali.

Proprietà elettriche delle membrane biologiche. Potenziale di membrana a riposo. Potenziali graduati e propagazione elettrotonica. Basi molecolari del potenziale d'azione: canali ionici voltaggio-dipendenti. Struttura del neurone. Propagazione degli impulsi nervosi. Sinapsi elettriche e chimiche. Modulazione della trasmissione: sistemi di secondi messaggeri. Integrazione sinaptica. Plasticità e facilitazione sinaptica. Neurotrasmettitori e vie di trasduzione.

Sistema endocrino. Comunicazione tra le cellule e integrazione funzionale tra i tessuti. Autocrinia, paracrinia e endocrinia. Recettori di membrana e intracellulari. Trasduzione del segnale intracellulare. Ormoni: sintesi, rilascio e meccanismo d'azione. Sistema ipotalamo-ipofisario. Ghiandole surrenali. Ormoni della midollare e catecolamine. Ormoni della corticale: glucocorticoidi, mineralcorticoidi e steroidi sessuali. Tiroide e gli ormoni tiroidei. Pancreas endocrino: insulina, glucagone e somatostatina. Ormoni sessuali. Metabolismo del calcio e del fosfato: paratormone, calcitonina e vitamina D.

Sistema nervoso. Struttura e organizzazione generale del sistema nervoso centrale e periferico, somatico e autonomo. Funzione dei principali centri encefalici e del midollo spinale. Gangli. Nervi cranici e spinali.

Sistema sensoriale. Proprietà generali dei sistemi sensoriali: recettori, vie sensoriali, trasduzione sensoriale, codificazione ed elaborazione dello stimolo. Recettori somatosensoriali. Vista, Udito, Gusto, Olfatto. Nocicezione: meccanismi periferici. Neuropeptidi e dolore. Sensi viscerali.

Controllo motorio. Integrazione dei segnali eccitatori ed inibitori nervosi, funzioni del midollo spinale e riflessi spinali, controllo nervoso del movimento.

Muscoli. Muscolo scheletrico. Struttura e funzione delle fibre muscolari; contrazione muscolare, accoppiamento eccitazione-contrazione, regolazione dello sviluppo di forza, tipologia di fibre muscolari. Energetica della contrazione muscolare. Muscolo liscio.

Sistema cardiovascolare. Miocardio: attività elettrica e contrattile, ciclo cardiaco e regolazione dell'attività cardiaca. Elettrocardiogramma. Flusso sanguigno e controllo della pressione arteriosa. Muscolo liscio vascolare. Resistenza e regolazione arteriolare. Microcircolazione e capillari. Vene. Sistema linfatico. Barocettori e controllo della pressione arteriosa.

Sangue. Composizione del sangue, emostasi e coagulazione.

Respirazione. Leggi dei gas. Meccanica respiratoria: ventilazione. Scambio gassoso nei polmoni. Trasporto dei gas nel sangue. Trasporto di ossigeno. Emoglobina. Curva di dissociazione ossigeno-emoglobina e sua modulazione. Trasporto di CO2.

Escrezione e osmoregolazione. Struttura e funzione del rene: il nefrone e il circolo renale. L'ultrafiltrazione. Clearance renale. Formazione e composizione dell'urina: meccanismi molecolari di riassorbimento e di secrezione. Meccanismi di concentrazione dell'urea. Riassorbimento del Na+ mediante l'aldosterone. L'ansa di Henle e il meccanismo di moltiplicazione controcorrente. La macula densa e il sistema renina-angiotensina. Regolazione del volume plasmatico e del liquido extracellulare: l'ADH, barocettori e osmocettori. Regolazione del pH plasmatico: secrezione di H+, riassorbimento e formazione di HCO3-. Alterazione dell'equilibrio acido-base, stati di alcalosi e acidosi, tamponi fosfato e ammonio. Bilancio idrico-salino.

Sistema digerente. Fisiologia dell'apparato digerente. La motilità gastrointestinale. Peristalsi e segmentazione Organizzazione dei circuiti nervosi alla base della motilità gastrointestinale. Secrezione gastrointestinale. Secrezione salivare, gastrica, pancreatica, biliare e intestinale. Digestione e assorbimento di carboidrati, lipidi e proteine. Assorbimento delle vitamine, di elettroliti e minerali. Assorbimento dell'acqua. Fisiologia del fegato.

Metabolismo, termoregolazione ed adattamento all'esercizio fisico. Bilancio energetico, principi di metabolismo e nutrizione. Adattamenti a breve e lungo termine dei vari sistemi già presi in esame (cardiocircolatorio, respiratorio, neuro muscolare, escretore). Controllo della temperatura corporea. Regolazione ormonale delle fonti energetiche. Esercizio fisico, età e salute.

FISICA:

  • Scopo del corso. Unità di misura delle grandezze fisiche, perché sono importanti?
  • Grandezze fondamentali e derivate, scalari e vettoriali
  • Le variazioni rispetto al tempo: spostamento, velocità e accelerazione
  • Primo principio della dinamica: movimento inerziali e accelerazione
  • La massa inerziale
  • Secondo principio della dinamica: la forza e il movimento di un corpo
  • Terzo principio della dinamica: azione-reazione.
  • Equilibrio, Moto, Forze d'attrito
  • Forza gravitazionale. Accelerazione gravitazionale, equazioni del moto
  • Moto sul piano inclinato
  • Lavoro. Definizione e differenze tra lavoro meccanico e spesa energetica
  • Lavoro e Energia
  • Principi di conservazione: energia, quantità di moto e momento angolare
  • Legge di Ohm: tensione resistenza e corrente. Analogie con l'idraulica
  • Primo e secondo principio della Termodinamica. Costo energetico dell'attività fisica.
  • Entropia e probabilità

PHYSIOLOGY:
Cell Physiology. Background of the cell physiology. Homeostatic regulation mechanisms. Internal and external environment of the cell. Exchanges across the membrane and cellular signals.

BioElectrical cellular signals and their transmission. Graduated potentials and Action potentials. Electrical and chemical synapses. 

The endocrine system. Hormones: synthesis, release, and mechanism of action. The hypothalamic-pituitary system. The adrenal glands. Medullary hormones and action of catecholamines. Cortical hormones: glucocorticoids, mineralocorticoids and sex steroids. The thyroid and thyroid hormones. The endocrine pancreas: insulin, glucagon and somatostatin. Sex hormones. calcium and phosphate metabolism: parathyroid hormone, calcitonin and vitamin D.

Nervous system. General organization and properties. Brain: organization and functions. Control of posture and voluntary movement: pyramidal system, basal ganglia and cerebellum. Functions of the spinal cord and spinal reflexes. Cranial and spinal nerves. 

Somatic and Autonomic Peripheral nervous system. Sensory system. General properties of sensory systems: receptors, sensory pathways, sensory transduction, coding and processing of the stimulus. The somatosensory receptors. Nociception: peripheral mechanisms. Neuropeptides and pain. Sight, Hearing, Taste, Smell.

Cardiovascular system. Functional anatomy of the heart and circulatory system. Electrical and contractile activity, ECG and cardiac cycle. Blood vessels and blood circulation. Pressure and velocity of the blood. Capillaries and exchanges with interstitial fluid. Local and systemic regulation of cardiovascular activity. Hints of exercise and sport physiology.

The blood. Blood composition and functions. Immunity and blood clotting.

Respiratory system. Functional anatomy of the respiratory system. Mechanics of breathing. Spirometry. Lung and alveolar-capillary exchange circulation. Gas transport in the blood: hemoglobin functions, transport of carbon dioxide and blood buffering. Nervous regulation of respiratory activity. Hints of exercise and sport physiology. 

Muscle. Structure and function of muscle fibers; muscle contraction, transmission of signals from the nerve cells to the muscle, the regulation of development of strength, muscle fiber type. Energy for muscle contraction. Hints of exercise and sport physiology.

Excretion and osmoregulation. Structure and function of the kidney, glomerular filtration rate, renal tubular functions. Renal clearance. Water-salt regulation. Hints of exercise and sport physiology.

Digestive system. Anatomical organization. Digestive processes in the different districts of the digestive system (digestion of carbohydrates, proteins and lipids) and intestinal absorption. Motility of the digestive system and its regulation. Regulation of secretion and gastrointestinal hormones. functions of the liver and exocrine pancreas. Large intestine. energy balance, principles of metabolism and nutrition. Body temperature control. Hormonal regulation of energy sources. Exercise, age and health.

PHYSICS:

  • Aims of the course. Units of the physical quantities: why are they so important?
  • Basic and derived quantities; scalar and vector
  • Variations with respect to the time: movement, velocity and acceleration
  • First principle of the dynamics: inertial movement and acceleration
  • Inertial mass
  • Second principle of the dynamics: force and movement of a mass
  • Third principle of the dynamics: action-reaction
  • Equilibrium, movement and friction forces
  • Gravitational force. Gravitational acceleration and movement equations
  • Movement over an inclined plane
  • Work. Definition and differences between mechanical work and energetic cost
  • Work and Energy
  • Principles of conservation: for energy, impulse, angular momentum
  • Ohm low: tension, resistance and current. Analogies with the hydraulics rules
  • First and second principles of Thermodynamics. Energetic cost of physical activity.
  • Entropy and Probability   
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Modalità di insegnamento

Le lezioni dell'insegnamento hanno una durata complessiva di 88 ore (72 di Fisiologia e 16 di Fisica) ore. La modalità di somministrazione del corso prevede lezioni frontali in presenza. Il materiale didattico verrà reso disponibile tramite la piattaforma Moodle attraverso la pagina E-Learning. Le istruzioni per l'utilizzo della piattaforma sono disponibili a questo link. 

L'insegnamento non prevede una soglia minima di frequenza.

The lessons have a total duration of 88 hours (72 of Physiology and 16 of Physics).  The method of administration of the course includes lectures in presence. The teaching material will be made available through the Moodle platform through the e-learning page. The instructions for using the platform are available at this link.

The course doesn't requires a minimum attendance.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La valutazione sarà basata sul materiale di lezione ed integrativo completamente a disposizione sulla piattaforma Moodle. L'esame sarà svolto secondo la seguente modalità: l'esame di Fisiologia e Fisica si svolgerà in presenza utilizzando la piattaforma Moodle:

  • Totale 30 domande - 24 Fisiologia, 6 Fisica
  • Tempo disponibile: 30 minuti
  • Sessioni con 20/25 studenti per turno

Verrà attribuito un voto per la parte di fisica e uno per la parte di fisiologia. Il voto finale sarà calcolato come media pesata dei voti dei due moduli.  L'esame e' unico. Il voto insufficiente di uno dei due moduli comporta il non superamento dell'esame. In caso di voto insufficiente di uno e di entrambi i moduli, sarà necessario ripetere la prova per entrambi i moduli all'appello successivo.

The evaluation will be based on the lesson material and supplementary material fully available on the Moodle platform. The exam in Physiology and Physics will take place in presence using the Moodle platform:

  • Total 30 questions - 24 Physiology, 6 Physics

  • Available time: 30 minutes

  • Sessions with 20/25 students at a time


One mark will be given for the physics part and one for the part of physiology. The final mark will be calculated as the weighted average of the marks of the two modules. The exam is unique. The insufficient mark of one of the two modules involves not passing the exam. In case of insufficient marks for one and both modules, it will be necessary to repeat the test for both modules at the next session.

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Attività di supporto

attività laboratoriale

laboratory activities

Testi consigliati e bibliografia

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Fisiologia

Tutto il materiale didattico (le diapositive di lezione e spunti di approfondimento) sono disponibili su Moodle per gli studenti iscritti insieme a quiz di autovalutazione.

Libri di testo consigliati a carattere generale:

  • Autori: Silverthorn D.U., Titolo: Fisiologia Umana. Un approccio integrato, Editore: Pearson, Edizione 2020.
  • Autori: Stanfield C.L., Titolo: Fisiologia, Editore: Edises, Edizione 2023.

 

Libri di testo più specialistici consigliati per l'approfondimento:

  • Autori: McArdle W.D. et al., Titolo: Fisiologia applicata allo sport, Editore: Ambrosiana, Edizione 2009.

 

FISICA:

Slide del corso


Physiology

All the teaching material (lecture slides and insights for further study) and self-assessment quizzes are available on Moodle platform for enrolled students.

Recommended general textbooks:

  • Author: Stanfield C.L., Title: Fisiologia,  Publisher: Edises, Edition: 2023.
  • Author: Silverthorn D.U., Title: Fisiologia Umana. Un approccio integrato, Publisher: Pearson, Edition: 2020.

 

More specialized textbooks:

  • Author: McArdle W.D. et al., Title: Fisiologia applicata allo sport, Publisher: Ambrosiana, Edition: 2009.

 



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Note

 

 

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/09/2024 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/07/2025 alle ore 00:00
    N° massimo di studenti
    200 (Raggiunto questo numero di studenti registrati non sarà più possibile registrarsi a questo insegnamento!)
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 03/10/2024 10:30
    Location: https://scienzemotoriecn.campusnet.unito.it/robots.html
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