简介
La nascita delle Facolt脿 e dei Corsi di Laurea di Scienze Motorie, e la chiusura degli ISEF, hanno prodotto un radicale mutamento degli insegnamenti della nuova Facolt脿 Universitaria. In particolare, i percorsi di formazione degli insegnamenti forniti da Scienze Motorie, a seguito delle due riforme che si sono succedute nell鈥檜ltimo decennio, si sono notevolmente arricchiti di materie teoriche sia di base che applicate a problematiche del movimento umano. La Biologia Applicata 猫 sicuramente tra i nuovi insegnamenti quello che pi霉 di altri caratterizza la differenza tra i corsi ISEF e le nuove classi di Laurea universitarie inerenti lo sport. A questo riguardo, esisteva quindi una lacuna formativa e comunicativa nel campo della Biologia Applicata che andava colmata con la preparazione di questo manuale che, senza la pretesa di essere esaustivo nel settore della Biologia, tratta in dettaglio gli argomenti di Biologia rilevanti per l鈥檃ttuale percorso formativo didattico dello studente di Scienze Motorie, con particolare attenzione agli eventi endocellulari che determinano, regolano e modulano l鈥檈sercizio fisico. Oltre all鈥檜tilizzo da parte degli studenti di Scienze Motorie, per i quali questo libro 猫 stato scritto, professionisti e operatori nel settore dello sport e del tempo libero possono trarre vantaggio dalla sua lettura. Il presente volume 猫 frutto di un lavoro di 茅quipe o, se si preferisce, dell鈥檈sperienza di una Scuola che da circa 30 anni si 猫 occupata di ricerca nel settore del metabolismo, della endocrinologia e della fisiologia dello sport.
目录
Title Page 2
Copyright Page 3
Prefazione 5
Ringraziamenti 6
Table of Contents 7
Elenco degli Autori 11
1 Evoluzione ed esercizio fisico: la comparsa dell\u2019Homo erectus 12
1.1 Cambiamenti ambientali e spinte evolutive 12
1.2 La teoria endosimbiontica 13
1.3 La comparsa di un essere born to run: l\u2019Homo erectus 13
1.3.1 Dieta e palestra per l\u2019Homo erectus 14
1.3.2 Il thrifty genotype, un genotipo di risparmio 16
Bibliografia 16
Letture consigliate 17
2 Elementi di morfologia e funzione della cellula 18
2.1 La teoria cellulare 18
2.2 La cellula e le caratteristiche degli esseri viventi 18
2.3 Procarioti 21
2.4 Eucarioti 23
2.4.1 Organuli delle cellule eucarioti 24
Bibliografia 26
Letture consigliate 27
3 Le membrane cellulari 28
3.1 La struttura della membrana cellulare 29
3.1.1 Lipidi 29
3.1.2 Proteine 30
3.1.3 Carboidrati 31
3.2 Asimmetria della membrana 31
3.3 Funzioni della membrana cellulare 31
3.3.1 Trasporto 31
3.3.2 Sistema immunitario 32
3.3.3 Recettori di membrana 33
Bibliografia 33
Letture consigliate 33
4 DNA, RNA e sintesi proteica muscolare 34
4.1 L\u2019Acido Desossiribonucleico: DNA 34
4.1.1 Struttura 34
4.1.2 Replicazione del DNA 37
4.1.3 Funzione 39
4.2 L\u2019Acido Ribonucleico: RNA 40
4.2.1 Trascrizione 43
4.3 Le proteine 46
4.3.1 Struttura delle proteine 49
a) Struttura primaria 49
b) Struttura secondaria 50
c) Struttura terziaria 52
d) Struttura quaternaria 53
4.3.2 Funzione delle proteine 53
4.3.3 Sintesi proteica 54
Letture consigliate 55
5 La mitosi e la meiosi 56
5.1 Introduzione 56
5.2 Il patrimonio genetico 57
5.3 Il ciclo cellulare 60
5.4 Divisione cellulare 61
5.5 Mitosi 62
5.5.1 Mitosi: strategia di accrescimento e riproduttiva 62
5.5.2 Fasi della mitosi 63
5.6 Meiosi 65
5.6.1 Fasi della meiosi 66
Prima divisione meiotica o meiosi I 66
Seconda divisione meiotica o meiosi II 68
5.7 Confronto tra meiosi e mitosi 68
Letture consigliate 70
6 Effetto metabolico dei nutrienti nell'organismo in toto 71
6.1 Metabolismo dei carboidrati 72
6.1.1 Fegato 73
6.1.2 Muscolo 73
6.1.3 Cervello 73
6.2 Glicolisi 74
6.3 Gluconeogenesi 76
6.4 Pancreas endocrino 76
6.4.1 Insulina 77
6.4.2 Glucagone 77
6.5 Fattori che influenzano la glicemia 78
6.6 Diabete 78
6.6.1 Diabete di tipo 1 78
6.6.2 Diabete di tipo 2 79
6.7 Sinossi sull\u2019utilizzo dei substrati 79
Bibliografia 79
Letture consigliate 79
7 Il mitocondrio e la sintesi di ATP 80
7.1 I mitocondri: la centrale elettrica delle cellule 81
7.1.1 Ciclo di Krebs 82
7.1.2 Fosforilazione ossidativa 83
7.1.3 Rese energetiche 84
7.2 Altre funzioni del mitocondrio 85
7.3 Rete mitocondriale e allenamento d\u2019endurance 85
Bibliografia 86
Letture consigliate 86
8 La cellula muscolare striata 87
8.1 Struttura del muscolo scheletrico 87
8.2 La contrazione muscolare 90
8.3 Tipi di fibre 92
8.3.1 Fibre rapide 93
8.3.2 Fibre lente 94
8.3.3 Fibre intermedie 94
8.4 Atleti di forza, atleti di resistenza 95
Bibliografia 96
Letture consigliate 96
9 Modulazione del metabolismo energetico cellulare da parte dei nutrienti in corso di esercizio fisico 97
9.1 Sistemi metabolici in corso di esercizio 98
9.2 Fattori che influenzano la selezione dei substrati energetici durante l\u2019esercizio 100
9.3 Metabolismo lipidico ed esercizio 102
9.3.1 Influenza dell\u2019allenamento di endurance sul metabolismo lipidico durante l\u2019esercizio 103
9.4 Trasformazione dei substrati pi霉 efficienti 104
9.5 Regolazione metabolica durante l\u2019esercizio 104
9.5.1 Mantenimento dell\u2019omeostasi glucidica 105
Bibliografia 105
Letture consigliate 105
10 Aminoacidi e metabolismo proteico nella cellula muscolare 106
10.1 Definizione degli aminoacidi 106
10.2 Funzioni degli aminoacidi 107
10.3 Classificazione chimica degli aminoacidi 108
10.4 Caratteristiche peculiari di alcuni aminoacidi 111
10.5 Proteine e aminoacidi 113
10.6 Sintesi proteica 115
10.7 Cellula muscolare e possibile utilizzo degli aminoacidi nello sport 116
10.8 Metabolismo delle proteine 119
10.9 Proteine e dieta 120
Letture consigliate 121
11 Introduzione allo studio del metabolismo in vivo con l\u2019uso di traccianti 122
11.1 Introduzione 122
11.2 Un modello del sistema metabolico 123
11.3 Legge di bilancio di massa 124
11.4 Un\u2019analogia idraulica 126
11.5 Stato stazionario e turnover 127
11.6 Clearance plasmatica 128
11.7 Misura del turnover: necessit脿 di un esperimento con un tracciante 130
11.8 Caratteristiche e propriet脿 del tracciante 131
11.9 Esperimento I: infusione continua di tracciante 132
11.10 Esperimento II: iniezione rapida di tracciante 134
11.11 Considerazioni conclusive 136
Letture consigliate 137
Indice analitico 138
Copyright Page 3
Prefazione 5
Ringraziamenti 6
Table of Contents 7
Elenco degli Autori 11
1 Evoluzione ed esercizio fisico: la comparsa dell\u2019Homo erectus 12
1.1 Cambiamenti ambientali e spinte evolutive 12
1.2 La teoria endosimbiontica 13
1.3 La comparsa di un essere born to run: l\u2019Homo erectus 13
1.3.1 Dieta e palestra per l\u2019Homo erectus 14
1.3.2 Il thrifty genotype, un genotipo di risparmio 16
Bibliografia 16
Letture consigliate 17
2 Elementi di morfologia e funzione della cellula 18
2.1 La teoria cellulare 18
2.2 La cellula e le caratteristiche degli esseri viventi 18
2.3 Procarioti 21
2.4 Eucarioti 23
2.4.1 Organuli delle cellule eucarioti 24
Bibliografia 26
Letture consigliate 27
3 Le membrane cellulari 28
3.1 La struttura della membrana cellulare 29
3.1.1 Lipidi 29
3.1.2 Proteine 30
3.1.3 Carboidrati 31
3.2 Asimmetria della membrana 31
3.3 Funzioni della membrana cellulare 31
3.3.1 Trasporto 31
3.3.2 Sistema immunitario 32
3.3.3 Recettori di membrana 33
Bibliografia 33
Letture consigliate 33
4 DNA, RNA e sintesi proteica muscolare 34
4.1 L\u2019Acido Desossiribonucleico: DNA 34
4.1.1 Struttura 34
4.1.2 Replicazione del DNA 37
4.1.3 Funzione 39
4.2 L\u2019Acido Ribonucleico: RNA 40
4.2.1 Trascrizione 43
4.3 Le proteine 46
4.3.1 Struttura delle proteine 49
a) Struttura primaria 49
b) Struttura secondaria 50
c) Struttura terziaria 52
d) Struttura quaternaria 53
4.3.2 Funzione delle proteine 53
4.3.3 Sintesi proteica 54
Letture consigliate 55
5 La mitosi e la meiosi 56
5.1 Introduzione 56
5.2 Il patrimonio genetico 57
5.3 Il ciclo cellulare 60
5.4 Divisione cellulare 61
5.5 Mitosi 62
5.5.1 Mitosi: strategia di accrescimento e riproduttiva 62
5.5.2 Fasi della mitosi 63
5.6 Meiosi 65
5.6.1 Fasi della meiosi 66
Prima divisione meiotica o meiosi I 66
Seconda divisione meiotica o meiosi II 68
5.7 Confronto tra meiosi e mitosi 68
Letture consigliate 70
6 Effetto metabolico dei nutrienti nell'organismo in toto 71
6.1 Metabolismo dei carboidrati 72
6.1.1 Fegato 73
6.1.2 Muscolo 73
6.1.3 Cervello 73
6.2 Glicolisi 74
6.3 Gluconeogenesi 76
6.4 Pancreas endocrino 76
6.4.1 Insulina 77
6.4.2 Glucagone 77
6.5 Fattori che influenzano la glicemia 78
6.6 Diabete 78
6.6.1 Diabete di tipo 1 78
6.6.2 Diabete di tipo 2 79
6.7 Sinossi sull\u2019utilizzo dei substrati 79
Bibliografia 79
Letture consigliate 79
7 Il mitocondrio e la sintesi di ATP 80
7.1 I mitocondri: la centrale elettrica delle cellule 81
7.1.1 Ciclo di Krebs 82
7.1.2 Fosforilazione ossidativa 83
7.1.3 Rese energetiche 84
7.2 Altre funzioni del mitocondrio 85
7.3 Rete mitocondriale e allenamento d\u2019endurance 85
Bibliografia 86
Letture consigliate 86
8 La cellula muscolare striata 87
8.1 Struttura del muscolo scheletrico 87
8.2 La contrazione muscolare 90
8.3 Tipi di fibre 92
8.3.1 Fibre rapide 93
8.3.2 Fibre lente 94
8.3.3 Fibre intermedie 94
8.4 Atleti di forza, atleti di resistenza 95
Bibliografia 96
Letture consigliate 96
9 Modulazione del metabolismo energetico cellulare da parte dei nutrienti in corso di esercizio fisico 97
9.1 Sistemi metabolici in corso di esercizio 98
9.2 Fattori che influenzano la selezione dei substrati energetici durante l\u2019esercizio 100
9.3 Metabolismo lipidico ed esercizio 102
9.3.1 Influenza dell\u2019allenamento di endurance sul metabolismo lipidico durante l\u2019esercizio 103
9.4 Trasformazione dei substrati pi霉 efficienti 104
9.5 Regolazione metabolica durante l\u2019esercizio 104
9.5.1 Mantenimento dell\u2019omeostasi glucidica 105
Bibliografia 105
Letture consigliate 105
10 Aminoacidi e metabolismo proteico nella cellula muscolare 106
10.1 Definizione degli aminoacidi 106
10.2 Funzioni degli aminoacidi 107
10.3 Classificazione chimica degli aminoacidi 108
10.4 Caratteristiche peculiari di alcuni aminoacidi 111
10.5 Proteine e aminoacidi 113
10.6 Sintesi proteica 115
10.7 Cellula muscolare e possibile utilizzo degli aminoacidi nello sport 116
10.8 Metabolismo delle proteine 119
10.9 Proteine e dieta 120
Letture consigliate 121
11 Introduzione allo studio del metabolismo in vivo con l\u2019uso di traccianti 122
11.1 Introduzione 122
11.2 Un modello del sistema metabolico 123
11.3 Legge di bilancio di massa 124
11.4 Un\u2019analogia idraulica 126
11.5 Stato stazionario e turnover 127
11.6 Clearance plasmatica 128
11.7 Misura del turnover: necessit脿 di un esperimento con un tracciante 130
11.8 Caratteristiche e propriet脿 del tracciante 131
11.9 Esperimento I: infusione continua di tracciante 132
11.10 Esperimento II: iniezione rapida di tracciante 134
11.11 Considerazioni conclusive 136
Letture consigliate 137
Indice analitico 138
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