Fisiologia
NonSoloFitness: divulgazione, formazione, consulenza
Corsi di formazione Corsi di formazione per Personal Trainer, Istruttori Fitness
06 40403925

Fisiologia

Analisi fisiologica dei meccanismi di controllo e regolazione dell'omeostasi organica. La fisiologia cellulare, della contrazione muscolare e dell'input nervoso che la determina. Approfondimenti sul muscolo cardiaco e sul rene e sulla fisiologia in genere

Cerca tra i nostri articoli

Sistemi di controllo, barocettori

All'interno del corpo umano operano numerosi meccanismi di controllo, sia a livello cellulare che negli organi dei vari sistemi ed apparati. Tali sistemi di controllo possono operare nel singolo organo o su più organi facenti parte dello stesso apparato o di apparati differenti (es.: controllo del sistema nervoso sull'apparato cardiocircolatorio per il controllo della concentr

La cellula, la membrana plasmatica

Il corpo umano può considerarsi come un "aggregato" di circa 10 14 cellule fra loro organizzate in diverse strutture funzionali. Ogni singola cellula rappresenta un'unità vivente in grado di sopravvivere e riprodursi in presenza di adeguato nutrimento. La cellula è fondamentalmente composta da un citoplasma, in cui sono immersi il nucleo cellulare e gli organelli, e la membrana ce

Endocitosi, esocitosi, pinocitosi

L'endocitosi consente l'ingresso nella cellula di materiale, senza l'attraversamento della membrana. Se il materiale assorbito è particolato il meccanismo è definito di fagocitosi, se il materiale è liquido (es. liquido extracellulare) parleremo di pinocitosi. In alcuni casi si parla di endocitosi mediata da recettori quando le proteine che devono essere inglobate nella cellula, ve

Osmosi e trasporto attivo

L'osmosi è il passaggio di acqua da una soluzione meno concentrata ad una che lo è maggiormente, separate fra loro da una membrana semipermeabile, ossia una membrana permeabile all'acqua ma non ai soluti. Il meccanismo si spiega per via della tendenza dell'acqua a spostarsi da una zona in cui il suo potenziale chimico è alto verso una in cui il suo potenziale chimico è basso e, la

Potenziale di membrana e pompe a trasporto attivo

In quasi tutte le cellule dell'organismo è possibile rilevare dei potenziali elettrici a livello di membrana. Alcune cellule sono eccitabili, ossia in grado di generare impulsi elettrochimici a livello membranario. In altre cellule, il potenziale di membrana, ha importanti compiti di regolazione (es. cellule ghiandolari, macrofagi ecc.). Un potenziale di membrana viene generato in

Potenziale d' azione e trasmissione dell' impulso

I segnali nervosi vengono trasmessi tramite i potenziali d'azione. Un potenziale d'azione è la variazione rapida del potenziale di membrana cui fa seguito il ritorno alla condizione di riposo. Ampiezza e forma del potenziale d'azione variano molto al variare del tessuto eccitabile. La propagazione del potenziale d'azione avviene conservando la medesima forza ed ampiezza lungo l'int

Propagazione del potenziale d’azione e ripristino dei gradienti ionici

Il potenziale d'azione si propaga in tutta la membrana indipendentemente dal punto in cui insorge, aprendo i canali di sodio lungo tutta la fibra trasmettendo l'impulso nervoso o muscolare. La propagazione del segnale è in altri termini una reazione a catena che, partendo dal punto in cui origina lo stimolo, prosegue in tutte le direzioni della fibra, invadendo anche le sue ra

Comunicazione intercellulare

I numerosi processi cellulari di natura elementare, sono regolati da una vasta gamma di ormoni, neurotrasmettitori e sostanze paracrine. La prima fase che consente il funzionamento di queste sostanze è dato dal loro legame con specifici recettori. I recettori sono di natura proteica, posti nella membrana plasmatica di apposite cellule bersaglio. Nella maggior parte dei casi, il rec

Sinapsi

Le sinapsi elettriche comunicano per mezzo di un passaggio diretto di corrente elettrica mediato da apposite giunzioni a bassa resistenza ( gap ). Sfruttano invece sinapsi chimiche le cellule eccitabili, che sfruttano il potenziale d'azione per liberare un trasmettitore chimico, da parte del neurone presinaptico. Questo tipo di sinapsi comporta il cosiddetto ritardo sinaptica , do

Sinapsi elettriche

Nelle sinapsi elettriche, una variazione del potenziale di membrana di una cellula viene trasmesso ad un'altra adiacente per flusso diretto di corrente, senza il ritardo sinaptico tipico delle sinapsi chimiche. Altro elemento distintivo è costituito dalla facoltà di trasmissione dell'impulso nei due sensi (per le sinapsi elettriche) fisiologicamente impossibile per le sinapsi chimi

Principali neurotrasmettitori e recettori

Le sostanze potenzialmente utilizzabili come neurotrasmettitori vengono definite neurotrasmettitori candidati e sono normalmente concentrati in specifici neuroni. Microdosi di neurotrasmettitori candidati, rilasciate nel SNC, danno vita a determinate risposte. Per essere certi che un neurotrasmettitore sia il trasmettitore di una sinapsi deve soddisfare le seguenti condizioni:

Struttura e funzione muscolare

La muscolatura scheletrica rappresenta circa il 40% del peso corporeo, ed un altro 10% è costituito dalla muscolatura liscia e cardiaca. Il muscolo scheletrico è organizzato in numerosi fascetti, costituiti da altrettanto numerose fibre muscolari, dal diametro variabile fra 10 e 80 micron. Ogni fibra è a sua volta costituita da subunità via via più piccole. Il 98% delle fibre è inn

Controllo della contrazione

Le fibre muscolari sono innervate da grosse fibre nervose mieliniche le quali originano da grandi motoneuroni delle corna anteriori del midollo spinale, e vanno ad inserirsi circa a metà della lunghezza della fibra muscolare. Ogni fibra nervosa tende a ramificarsi per innervare anche centinaia di fibre muscolari contemporaneamente. Come già accennato, le ramificazioni della fibra

Fonti energetiche del lavoro muscolare e tipi di fibre

Il passaggio di stato dalla condizione di rilassamento a quella di contrazione muscolare induce un incremento rapido, e più o meno cospicuo, del consumo di ATP. Il consumo dev'essere accompagnato da una risintesi altrettanto rapida. I meccanismi tramite i quali risintetizzare l'ATP sono tre: fosforilazione diretta dell'ADP sfruttando la fosfocreatin

Il sangue

Il sangue è formato da una parte liquida (il plasma ) e da una parte corpuscolare ( globuli rossi, globuli bianchi, piastrine ). Ponendo del sangue in una provetta e centrifugandolo, è possibile notare una stratificazione in 3 comparti differenti: in alto il plasma, in basso i globuli rossi e, al centro, il buffy coat costituito da globuli bianchi e piastrine. L'insieme dei glob

Le piastrine e la coagulazione

Le piastrine sono piccoli frammenti cellulari anucleati che originano dai frammenti dei megacariociti che maturano nel midollo osseo. Nell'uomo sono presenti quattro principali gruppi sanguigni: A - B - AB - 0 . Il plasma del sangue appartenente al gruppo 0 (donatore universale) contiene anticorpi per le emazia (globuli rossi) dei gruppi A, B ed AB. Il plasma del gruppo A con

Sistema circolatorio

La circolazione sanguigna, per il suo funzionamento, richiede la presenza di una pompa in grado di mettere in circolo il sangue. La funzione di pompa emodinamica è svolta dal cuore, organo specializzato di natura prevalentemente muscolare, corredato di valvole che consentono l'unidirezionalità del flusso ematico. Il sistema circolatorio, nei diversi organismi, può essere di ti

Apparato cardiocircolatorio, il cuore

L'apparato cardiovascolare è fondamentalmente formato da una pompa, una serie di vasi di differente diametro con il ruolo di distribuzione e raccolta e scambio. All'interno del sistema circolatorio il flusso sanguigno è unidirezionale, partendo dall'aorta e distribuendosi in un sistema di vasi e capillari dove il flusso si trasforma da pulsatile a continuo. Nella fase di ritorno al

Il cuore, visione schematica

Il miocardio è costituito da un tessuto eccitabile in grado di rispondere a stimoli adeguati. Si può notare che il miocardio è costituito da muscolatura striata, al pari del muscolo scheletrico, per la presenza di miofibrille contenenti filamenti di actina e miosina che, durante la contrazione, scivolano le une sulle altre. Lo stimolo determina un processo di attivazione immediatam

Accoppiamento eccitazione-contrazione

Il meccanismo di accoppiamento eccitazione-contrazione è del tutto simile a quanto visto per il muscolo scheletrico. Sostanziale differenza sorge solo rispetto agli ioni liberati dalle cisterne sarcoplasmatiche. Nel muscolo cardiaco infatti gli ioni calcio liberati in seguito al potenziale d'azione, non vengono riversati solo nel sarcoplasma, ma anche all'esterno, mediante l'ausili

Regolazione dell' attività cardiaca

La gittata cardiaca è la risultante del prodotto fra la frequenza cardiaca ed il volume espulso ad ogni sistole. Quindi la gittata cardiaca può variare quando si verificano la frequenza cardiaca o il volume sistolico. In condizioni di riposo, il cuore, pompa mediamente dai 4 ai 6 litri di sangue al minuto, in fase di sforzo la quantità può aumentare fino a 7 volte rispetto alla

Principi di emodinamica, pressione arteriosa e sua regolazione

La funzione principale del sistema arterioso polmonare e sistemico è la distribuzione del sangue ai letti capillari. La sua struttura, vasi elastici e condotti terminali rigidi, è in grado di trasformare il flusso intermittente generato dal cuore in un flusso continuo attraverso i capillari, per mezzo di quello che viene definito filtro idraulico . L'intero flusso sistolico è

Microcircolazione e scambi nutritizi

La funzione principale del sistema circolatorio è quella di fornire, attraverso il sangue, ossigeno e nutrienti agli organi in misura adeguata alle loro necessità. I capillari (sede dello scambio di elettroliti e gas fra sangue e tessuti) sono costituiti da un singolo strato di cellule endoteliali e consentono un rapido scambio di acqua e soluti con il liquido interstiziale. Le ar

Ritorno venoso

Le vene, oltre a costituire la via di ritorno del sangue al cuore, svolgono precipue funzioni necessarie alla circolazione. La loro capacità di distendersi e contrarsi le rende un'efficace riserva di sangue da rendere disponibile in caso di bisogno al sistema circolatorio. Possono spingere il sangue in maniera unidirezionale mediante il sistema di pompa venosa e contribuire alla

La circolazione polmonare

Il volume di sangue presente nei polmoni è di circa 450 ml pari al 9% del volume totale del sangue presente nel sistema circolatorio. Di questi 450 ml circa 70 sono contenuti nei capillari dei setti alveolari che, spesso, hanno lo spessore di un eritrocita, al fine di facilitare al massimo gli scambi gassosi. L'area totale della superficie capillare è pari a circa 40 volte que

Il sistema respiratorio

Circolazione e respirazione sono due funzioni fisiologiche fondamentali per la vita, quelle delle quali è pressoché impossibile "fare a meno" anche per pochi minuti, pena la morte dell'individuo. La ventilazione polmonare è un processo meccanico automatico, ritmico e regolato dai centri superiori, funzionante per mezzo della contrazione e rilasciamento dei muscoli scheletric

Regolazione della ventilazione

La regolazione della ventilazione avviene in maniera automatica attraverso l'ausilio di numerosi sensori. Sono fondamentalmente distinguibili in 2 categorie: i meccanocettori : in grado di registrare lo stiramento, la posizione e la forza muscolare. Sono posti nella parete toracica e nei polmoni e rilevano lo sforzo muscolare e la quantità di gas nei polmoni i chemiocettori

Scambi gassosi

Come anticipato, quasi tutto l'O 2 trasportato nel sangue sistemico è legato all'emoglobina. L'emoglobina contiene 4 molecole eme in grado di legare l'ossigeno. Per ogni litro di sangue, l'emoglobina in esso contenuta, può combinarsi con circa 200ml di O 2 (100% di saturazione dell'emoglobina, ovvero quantità massima di ossigeno legabile). Il legame ossigeno-emoglobina ( HbO 2 )

Il rene

La funzione renale è quella di regolazione ed escrezione. Mediante l'escrezione regolano la concentrazione e la quantità dei liquidi corporei anche in situazioni di grande assunzione di liquidi. I reni sono fra i principali responsabili dell'omeostasi corporea. Le funzioni renali sono tipicamente elencabili in 5 macrocategorie: regolazione dell'osmolarità e del volume dei liquid

Filtrazione glomerulare, riassorbimento, minzione

Il primo stadio della produzione dell'urina è rappresentato dalla produzione dell'ultrafiltrato. L'ultrafiltrato del plasma viene prodotto a livello glomerulare per passaggio passivo del liquido privo di proteine dal capillare glomerulare allo spazio di Bowman. I capillari glomerulari sono rivesti da cellule ( pedociti ) che formano la parete viscerale della capsula di Bowman,

Adattamenti fisiologici dell' organismo all'allenamento

Le prestazioni fisiche intense rappresentano uno degli stress maggiori a cui sia possibile sottoporre l'organismo. Per avere un metro di paragone, basti pensare che, una febbre talmente elevata da raggiungere quasi la soglia dei valori letali, richiede un incremento metabolico prossimo al 100%, durante una maratona tale valore è prossimo al 200%. Grandi differenze sul piano fisiolo

Utilizzo delle risorse energetiche

Tenendo presenti caratteristiche e durata delle varie discipline sportive è facilmente intuibile quali sistemi energetici vengano utilizzati durante la pratica sportiva. Al pari della ricostruzione di ATP partendo dalla fosfocreatina e ADP, è possibile usare l'energia del sistema glicogeno-acido lattico per risintesi di fosfocreatina e a ATP. Il sistema aerobico alattacido può sfru

Adattamenti della respirazione e della circolazione all' esercizio fisico

Il normale consumo di ossigeno è di circa 250ml/minuto nell'uomo adulto a riposo. Sia la ventilazione polmonare, che il consumo di ossigeno, aumentano fino a 20 volte durante l'attività sportiva di massima intensità. Durante tale tipo di attività la ventilazione polmonare è di circa 100/110 litri/minuto, di appena il 50% inferiore alla capacità respiratoria massimale (150/170

Adattamenti a breve e lungo termine ad alta quota

All'aumentare dell'altitudine il primo effetto ambientale ad avere conseguenze fisiologicamente rilevanti è il calo della pressione di ossigeno. A livello del mare la pressione barometrica è di 760 mmHg e la pressione di ossigeno nell'aria pari a 159 mmHg. A 3000 metri si riducono rispettivamente a 523 e 110. A 15.000 metri divengono 87 e 18. La diminuzione della pressione barometr

Adattamenti fisiologici all'immersione

Durante le immersioni l'organismo è sottoposto a forti pressioni che tendono a collassare i polmoni. Per evitare il collasso polmonare è necessario inspirare aria compressa che espone il sangue polmonare ad iperbarismo ossia a pressioni gassose alveolari molto forti. La pressione dell'acqua è pari ad 1 atmosfera ogni 10 metri di profondità, a cui bisogna sommare 1 atmosfera data

Temperatura corporea

L' omeostasi termica , ossa il suo equilibrio su livelli ottimali, è tra gli elementi vitali per un organismo. L'uomo è in grado di sopravvivere a sbalzi termici non superiori ad un aumento di 5 °C , e non superiori ad una diminuzione di 10 °C rispetto alla normale temperatura corporea. Nell' ipotalamo è situato il centro di controllo della temperatura corporea, capace

Osmosi

L'osmosi identifica il movimento di diffusione di un liquido fra due comparti separati da una membrana semipermeabile , ossia una membrana che impedisce il transito dei soluti ma non dei solventi. Il movimento è promosso dalla concentrazione di soluti presente nel solvente, che comporterà il passaggio di acqua dall'ambiente a minor concentrazione verso quello a maggiore concentr

Effetti adattativi dell’allenamento

A seguito dell'allenamento nell'organismo avvengono numerose modificazioni che vanno sotto il nome di " adattamento ". Ciascuna modificazione è normalmente reversibile, ossia tende a tornare allo stato iniziale se lo stimolo allenante non viene più somministrato. È tuttavia da sottolineare che, gli adattamenti indotti a seguito della pratica motoria, rappresentano miglio

Effetti dell’allenamento sui muscoli e sulla prestazione muscolare

Essendo i muscoli il distretto anatomico di diretto interesse nella pratica sportiva, a loro carico è possibile assistere agli adattamenti in maniera più facilmente rilevabile, anche con un'analisi superficiale. Le dimensioni fisiologiche dei muscoli sono influenzate da fattori ereditari e dalla produzione di testosterone da parte dell'individuo. Sottoposti a stimoli allenan

Effetti dell’allenamento sui muscoli e sulla prestazione muscolare - seconda parte

La forza che un muscolo è in grado di esercitare è direttamente imputabile, oltre che al controllo nervoso, alla sua sezione trasversa. Nel dettaglio, ciascun cm2 di superficie, è in grado di esprimere una forza pari a 3-4 kg. Questa quantità di forza può subire un incremento di circa il 40% nelle fasi eccentriche di un movimento divenendo, in individui estremamente muscolosi (es

Apparato respiratorio e gli adattamenti della respirazione all’esercizio fisico

Circolazione e respirazione sono due elementi fisiologici estremamente interconnessi, fondamentali per l'attività motoria, per il corretto funzionamento della muscolatura e, prima ancora, per la stessa sopravvivenza dell'individuo. Il rapporto esistente fra queste funzioni corporee è talmente prossimo che, per alcuni versi, è difficoltoso scindere le due aree. La circolazione sangu

Apparato cardiocircolatorio e adattamenti dell’attività cardiaca all’esercizio fisico

L'apparato cardiocircolatorio in parte completa e finalizza le funzioni dell'apparato respiratorio e, fondamentalmente, si incarica del trasporto di sostanze di varia natura all'interno dell'organismo. Anatomicamente è rappresentato da cuore e vasi sanguigni. Grazie al muscolo cardiaco, posto all'interno della gabbia toracica, è consentita la circolazione sanguigna, elemento d

Il sangue e gli adattamenti all’attività motoria

Il sangue è un tessuto altamente specializzato costituito dal plasma , che rappresenta la sua frazione liquida, e da una parte corpuscolare formata da globuli rossi, globuli bianchi e piastrine. Nel dettaglio il suo contenuto è di: plasma per il 55%. A sua volta il plasma è costituito da un buon 90% di acqua, per la restante parte da plasmaproteine, sieroalbumine, sieroglo

Ipofisi

L'ipofisi trova alloggiamento nella sella turcica dello sfenoide. È suddivisibile in una porzione anteriore ed una posteriore con struttura, origine e funzioni differenti fra loro. La sua vascolarizzazione è garantita dall'arteria ipofisaria (con anche il compito di trasportare nel distretto ormoni prodotti da altre ghiandole) e dai vasi portali ipofisar

Cortisolo

Il cortisolo (o idrocortisone) è uno dei più importanti glucocorticoidi. È prodotto in seno alle ghiandole surrenali ed è fondamentale nel metabolismo dei carboidrati e nei processi di adattamento allo stress , ma è anche un potente antinfiammatorio con azione antiimmunitaria. Svolge un ruolo gluconeogenico capace di incrementare sino al 50% il quantitativo di gluc

EPO

L'epo (o eritropoietina ) è un ormone di natura glicoproteica secreto per la quasi totalità dai reni (circa il 90%) e per la restante parte dal fegato. La sua emivita è di circa 6/9 ore. La funzione dell'eritropoietina è di regolare la produzione di eritrociti (eritropoiesi). L'input per la sua secrezione è dato da un calo della tensione di ossigeno a livello renale, indipendentem

Sudorazione

La sudorazione rappresenta uno degli strumenti utilizzati dall'organismo per mantenere l' omeostasi termica nelle situazioni in cui, fenomeni organici (lavoro, attività sportiva ecc.) o ambientali (esposizione a temperature elevate, ecc.), tendano al suo innalzamento. Quando la temperatura corporea raggiunge un grado fisiologicamente inaccettabile, o semplicemente non confort

Fibre rosse (resistenti o di tipo I) e Fibre bianche (veloci o di tipo II)

Le fibre muscolari rappresentano l'elemento costitutivo del muscolo, ossia le cellule della parte carnosa. Nell'uomo sono presenti due differenti tipi di cellule muscolari scheletriche specializzate, che si caratterizzano per la capacità di contrarsi velocemente, ma per breve tempo, o lentamente ma per un periodo di tempo prolungato. Tali differenze sono dovute al gene che codifi

Movimento e contrazione

Mediamente, un muscolo, è in grado di accorciarsi per il 30-40% della sua lunghezza, l'input affinchè il meccanismo venga innescato spetta all'impulso nervoso, che giunge al muscolo per mezzo della giunzione neuromuscolare sinaptica , ed eccita le membrane che rivestono le miofibrille mediante il rilascio di un neurotrasmettitore: l' acetilcolina . Se la quantità di acetilcolina

Adattamenti respiratori e cardiocircolatori all'esercizio fisico

Circolazione e respirazione sono due funzioni fisiologiche fondamentali per il corretto funzionamento della muscolatura, e per la stessa sopravvivenza dell'individuo. A seguito di attività fisica intervengono diversi meccanismi di adattamento, sia a livello respiratorio che cardiocircolatorio. Gli atti respiratori compiuti in situazioni fisiologiche normali sono compresi fa i 15 e

Il debito di ossigeno

L'inizio dell'attività motoria corrisponde ad un immediato incremento delle richieste energetiche ( salto energetico ). Tuttavia, la catena enzimatica respiratoria, ha dei tempi di latenza prima della sua attivazione, e non è immediatamente disponibile per fronteggiare tali necessità. In prima istanza quindi, rispondono alle richieste energetiche i meccanismi anaerobici alattacido

Antropometria

L' antropometria si riferisce alla misura e alla proporzione del corpo umano. Le misure antropometriche come la circonferenza, il diametro scheletrico e le pliche cutanee (skinfold, SKF) sono usate per valutare totalmente o parzialmente la composizione corporea. Anche altri indici antropometrici come l'indice di massa corporea (body mass index, BMI), la circonferenza addominale (w

Obesità

L'obesità è una malattia cronica determinata da un eccesso di massa grassa distribuita in maniera differente nei vari distretti corporei e nei diversi soggetti. Strumentalmente, ricorrendo a metodiche più o meno sofisticate, si riesce a stimare o a misurare tale eccesso e la sua distribuzione. Il parametro più semplice e quindi più utilizzato per definire il grado di obesità

BMI, adulti e bambini

L'indice di massa corporea (BMI) si ottiene dividendo il peso in kg del soggetto con il quadrato dell'altezza espressa in metri . Il BMI è usato per classificare gli individui come sottopeso, normopeso e sovrappeso; è utilizzato per individuare i soggetti a rischio di obesità e a rischio di malattie cardiovascolari; inoltre può servire per monitorare i cambiamenti della massa

Acido lattico

L'acido lattico o lattato è un prodotto del metabolismo anaerobico del glucosio . Nel corso della glicolisi una molecola di glucosio viene convertita in due molecole di piruvato. Nelle attività fisiche intense e/o in scarsità di ossigeno disponibile, il piruvato è ridotto a lattato per azione dell'enzima Lattato Deidrogenasi (LDH) Questa reazione fermentativa è fondamental

Soglia anaerobica

La soglia anaerobica è una stima della capacità di sostenere un esercizio prolungato. Il suo valore indica la massima intensità di esercizio corrispondente ad un livello costante nella concentrazione ematica di lattato (circa 4mmoli/litro). La soglia anaerobica rappresenta, altresì, il punto di attivazione massiccia del meccanismo anaerobico, cioè quel punto di demarcazione