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Alexey Solodkov, Elena Sologub

Fisiologia umana. Generale. Gli sport. Età

Libro di testo per gli istituti di istruzione superiore di cultura fisica. 7a edizione

Approvato dal Ministero della Federazione Russa per la Cultura Fisica e lo Sport come libro di testo per gli istituti di istruzione superiore di cultura fisica

La pubblicazione è stata preparata presso il Dipartimento di Fisiologia dell'Università Nazionale Statale di Cultura Fisica, Sport e Salute. PF Lesgaft, San Pietroburgo

Revisori:

V. I. Kuleshov, medico med. scienze, prof. (VmedA intitolato a SM Kirov)

I. M. Kozlov, dottore in bio. e dottore ped. scienze, prof. (NSU intitolata a PF Lesgaft, San Pietroburgo)

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Solodkov Aleksey Sergeevich - Professore del Dipartimento di Fisiologia dell'Università statale nazionale di cultura fisica, sport e salute. PF Lesgaft (per 25 anni, capo dipartimento 1986–2012).

Scienziato onorario della Federazione Russa, Accademico dell'Accademia delle scienze e delle arti Petrovsky, Lavoratore onorario dell'istruzione professionale superiore della Federazione Russa, Presidente della Sezione di Fisiologia dello Sport e Membro del Consiglio della Società di Fisiologia di San Pietroburgo. I. M. Sechenov.

Sologub Elena Borisovna – Dottore in Scienze Biologiche, Professore. Dal 2002 vive a New York (USA).

Presso il Dipartimento di Fisiologia dell'Università Statale di Cultura Fisica, Sport e Salute. PF Lesgafta ha lavorato dal 1956, dal 1986 al 2002 - come professore del dipartimento. È stata eletta accademica dell'Accademia russa di scienze mediche e tecniche, lavoratrice onoraria dell'istruzione superiore in Russia, membro del consiglio della Società di fisiologi, biochimici e farmacologi di San Pietroburgo. I. M. Sechenov.

Prefazione

La fisiologia umana è la base teorica per numerose discipline pratiche (medicina, psicologia, pedagogia, biomeccanica, biochimica, ecc.). Senza comprendere il normale corso dei processi fisiologici e le costanti che li caratterizzano, vari specialisti non possono valutare correttamente lo stato funzionale del corpo umano e le sue prestazioni in varie condizioni di attività. La conoscenza dei meccanismi fisiologici di regolazione delle varie funzioni dell'organismo è importante per comprendere il corso dei processi di recupero durante e dopo un intenso lavoro muscolare.

Rivelando i meccanismi di base che garantiscono l'esistenza di un organismo integrale e la sua interazione con l'ambiente, la fisiologia consente di chiarire e studiare le condizioni e la natura dei cambiamenti nell'attività di vari organi e sistemi nel processo di ontogenesi umana. La fisiologia è una scienza che realizza approccio sistemico nello studio e nell'analisi delle diverse relazioni intra- e intersistemiche di un organismo umano complesso e della loro riduzione in formazioni funzionali specifiche e un unico quadro teorico.

È importante sottolineare che i ricercatori nazionali svolgono un ruolo significativo nello sviluppo dei moderni concetti fisiologici scientifici. La conoscenza della storia di qualsiasi scienza è un prerequisito necessario per una corretta comprensione del posto, del ruolo e del significato della disciplina nel contenuto dello stato socio-politico della società, della sua influenza su questa scienza, nonché dell'influenza della scienza e dei suoi rappresentanti sullo sviluppo della società. Pertanto, la considerazione del percorso storico di sviluppo delle singole sezioni della fisiologia, citando i suoi rappresentanti più importanti e l'analisi della base delle scienze naturali su cui si sono formati i concetti e le idee di base di questa disciplina, consentono di valutare lo stato attuale della soggetto e determinare le sue ulteriori direzioni promettenti.

La scienza fisiologica in Russia nei secoli XVIII-XIX è rappresentata da una galassia di brillanti scienziati: I. M. Sechenov, F. V. Ovsyannikov, A. Ya. Danilevsky, A. F. Samoilov, I. R. Tarkhanov, N. E. Vvedensky e così via. Ma solo I. M. Sechenov e I. P. Pavlov hanno il merito di creare nuove direzioni non solo in russo, ma anche nella fisiologia mondiale.

La fisiologia come disciplina indipendente iniziò ad essere insegnata nel 1738 presso l'Università accademica (poi San Pietroburgo). Anche l'Università di Mosca, fondata nel 1755, svolge un ruolo significativo nello sviluppo della fisiologia, dove nel 1776 fu aperto un dipartimento di fisiologia nella sua composizione.

Nel 1798 fu fondata a San Pietroburgo l'Accademia medico-chirurgica (medica militare), che svolse un ruolo eccezionale nello sviluppo della fisiologia umana. Il dipartimento di fisiologia creato sotto la sua supervisione è stato successivamente diretto da P. A. Zagorsky, D. M. Vellansky, N. M. Yakubovich, I. M. Sechenov, I. F. Zion, F. V. Ovsyannikov, I. R. Tarkhanov, I. P. Pavlov, L. A. Orbeli, A. V. Lebedinsky, MP Brestkin e altri importanti rappresentanti della scienza fisiologica. Dietro ogni nome nominato ci sono scoperte in fisiologia di importanza mondiale.

La fisiologia è stata inclusa nel programma di formazione nelle università di educazione fisica sin dai primi giorni della loro organizzazione. Ai Corsi superiori di educazione fisica creati da P.F. Lesgaft nel 1896, fu immediatamente aperto un gabinetto di fisiologia, il cui primo capo fu l'accademico I.R. Tarkhanov. Negli anni successivi, la fisiologia fu insegnata qui da N. P. Kravkov, A. A. Walter, P. P. Rostovtsev, V. Ya. Chagovets, A. G. Ginetsinsky, A. A. Ukhtomsky, L. A. Orbeli, I. S. Beritov, A. N. Krestovnikov, G. V. Folbort, ecc.

Il rapido sviluppo della fisiologia e l'accelerazione del progresso scientifico e tecnologico nel paese hanno portato all'emergere negli anni '30 del XX secolo di una nuova sezione indipendente della fisiologia umana: la fisiologia dello sport, sebbene alcuni lavori siano dedicati allo studio del corpo le funzioni durante l'attività fisica furono pubblicate alla fine del XIX secolo (E O. Rozanov, S. S. Gruzdev, Yu. V. Blazhevich, P. K. Gorbachev, ecc.). Allo stesso tempo, va sottolineato che la ricerca sistematica e l'insegnamento della fisiologia dello sport sono iniziati nel nostro paese prima che all'estero ed erano più mirati. A proposito, notiamo che solo nel 1989 l'Assemblea generale dell'Unione internazionale delle scienze fisiologiche ha deciso di creare una commissione "Fisiologia dello sport", sebbene commissioni e sezioni simili nel sistema dell'Accademia delle scienze dell'URSS, l'URSS Accademia delle Scienze Mediche, Società Fisiologica All-Union. I. P. Pavlov del Comitato statale per lo sport dell'URSS esisteva nel nostro paese dagli anni '60.

I prerequisiti teorici per l'emergere e lo sviluppo della fisiologia dello sport sono stati creati dalle opere fondamentali di I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, N. E. Vvedensky, A. A. Ukhtomsky, I. S. Beritashvili, K. M. Bykov e altri. Tuttavia, lo studio sistematico dei fondamenti fisiologici della cultura fisica e dello sport iniziò molto più tardi. Un merito particolarmente grande nella creazione di questa sezione di fisiologia appartiene a L. A. Orbeli e al suo studente A. N. Krestovnikov, ed è indissolubilmente legato alla formazione e allo sviluppo dell'Università di cultura fisica. P. F. Lesgaft e il suo dipartimento di fisiologia - il primo dipartimento di questo tipo tra le università sportive del paese e del mondo.

Dopo la creazione nel 1919 del Dipartimento di Fisiologia presso l'Istituto di Educazione Fisica. P. F. Lesgaft insegna questa materia realizzato da L. A. Orbeli, A. N. Krestovnikov, V. V. Vasilyeva, A. B. Gandelsman, E. K. Zhukov, N. V. Zimkin, A. S. Mozzhukhin, E. B. Sologub, A S. Solodkov e altri Nel 1938, A. N. Krestovnikov pubblicò il primo nel nostro paese e nel mondo "Libro di testo di Fisiologia" per gli istituti di cultura fisica, e nel 1939 - la monografia "Fisiologia dello sport". Un ruolo importante nell'ulteriore sviluppo dell'insegnamento della disciplina è stato svolto da tre edizioni del Textbook of Human Physiology, a cura di N. V. Zimkin (1964, 1970, 1975).

La formazione della fisiologia dello sport è stata in gran parte dovuta all'ampio svolgimento della ricerca fondamentale e applicata sull'argomento. Lo sviluppo di qualsiasi scienza pone sempre più nuovi problemi pratici ai rappresentanti di molte specialità, a cui la teoria non può sempre e immediatamente dare una risposta univoca. Tuttavia, come ha argutamente notato D. Crowcroft (1970), "... la ricerca scientifica ha una strana caratteristica: ha l'abitudine di essere utile prima o poi per qualcuno o per qualcosa". Un'analisi dello sviluppo delle aree educative e scientifiche della fisiologia dello sport conferma chiaramente questa posizione.

Le esigenze della teoria e della pratica dell'educazione fisica e dell'allenamento richiedono che la scienza fisiologica riveli le caratteristiche del funzionamento del corpo, tenendo conto dell'età delle persone e dei modelli del loro adattamento all'attività muscolare. I principi scientifici dell'educazione fisica di bambini e adolescenti si basano sui modelli fisiologici della crescita e dello sviluppo umano nelle diverse fasi dell'ontogenesi. Nel processo di educazione fisica, è necessario non solo aumentare l'idoneità motoria, ma anche formare le proprietà e le qualità psicofisiologiche necessarie di una persona, assicurando la sua disponibilità al lavoro, per un'attività vigorosa nelle condizioni del mondo moderno.

Il libro di testo è stato preparato in conformità con il nuovo programma di fisiologia per le università di cultura fisica e i requisiti dello standard statale di istruzione professionale superiore.
Per studenti, dottorandi, ricercatori, insegnanti, formatori e medici che operano nel campo della cultura fisica.

PREMESSA ...... 3 Parte I. FISIOLOGIA GENERALE ...... 8 1. Introduzione. Storia della fisiologia ...... 8 1. 1. L'argomento della fisiologia, il suo rapporto con le altre scienze e il suo significato per la cultura fisica e lo sport ...... 8 1. 2. Metodi di ricerca fisiologica ... ... 9 1 3. Breve storia della fisiologia ...... 10 2. Leggi generali della fisiologia e suoi concetti di base ...... 12 2. 1. Principali caratteristiche funzionali dei tessuti eccitabili ..... 12 2. 2. Regolazione nervosa e umorale delle funzioni ...... 14 2. 3. Il meccanismo riflesso del sistema nervoso ...... 15 2. 4. Omeostasi ...... 16 2 5. Il verificarsi dell'eccitazione e la sua condotta .. .... 17 3. Sistema nervoso ...... 21 3. 1. Funzioni di base del sistema nervoso centrale ...... 21 3. 2. Funzioni di base e interazioni dei neuroni ...... 21 3. 3. Caratteristiche dell'attività dei centri nervosi ...... 25 3. 4. Coordinamento dell'attività del sistema nervoso centrale ...... 29 3. 5. Funzioni del midollo spinale e delle parti sottocorticali del cervello ...... 33 3. 6. Sistema nervoso autonomo ...... 39 3. 7. Sistema limbico ...... 43 3. 8. Funzioni della corteccia cerebrale ...... 43 4. Superiore Attività nervosa ...... 49 4. 1. Condizioni per la formazione e varietà dei riflessi condizionati ...... 49 4. 2. Inibizione esterna ed interna dei riflessi condizionati ...... 52 4. 3 Stereotipo dinamico ..... 52 4. 4. Tipi di attività nervosa superiore, primo e secondo sistema di segnalazione...... 53 5. Sistema neuromuscolare...... 55 5. 1. Organizzazione funzionale dei muscoli scheletrici.. .... 55 5. 2. Meccanismi di contrazione e rilassamento della fibra muscolare ...... 57 5. 3. Contrazione singola e tetanica. Elettromiogramma ...... 60 5. 4. Basi morfofunzionali della forza muscolare ...... 63 5. 5. Modalità di lavoro muscolare ...... 67 5. 6. Energia di contrazione muscolare ... ... 68 6. Movimenti volontari...... 71 6. 1. Principi di base dell'organizzazione dei movimenti ...... 71 6. 2. Il ruolo dei vari dipartimenti del sistema nervoso centrale nel regolazione delle reazioni posturali-toniche...... 75 6. 3. Il ruolo dei vari dipartimenti del sistema nervoso centrale nella regolazione dei movimenti ...... 77 6. 4. I sistemi motori discendenti.... .. 81 7. Sistemi sensoriali ...... 83 7. 1. Piano generale di organizzazione e funzioni sistemi sensoriali ...... 83 7. 2. Classificazione e meccanismi di eccitazione dei recettori ...... 84 7. 3. Proprietà dei recettori ..... 86 7. 4. Codifica delle informazioni ..... 87 7. 5. Sistema sensoriale visivo ...... 88 7. 6. Sistema sensoriale uditivo ...... 93 7. 7. Sistema sensoriale vestibolare ...... 96 7. 8. Sistema sensoriale motorio ...... 99 7. 9. Sistemi sensoriali della pelle, organi interni, gusto e odore. ..... 102 7. 10. Elaborazione, interazione e significato delle informazioni sensoriali...... 105 8. Sangue.... 109 8. 1. Composizione, volume e funzioni del sangue.... .. 110 8. 2. Cellule del sangue...... 112 8. 3. Proprietà fisiche e chimiche del plasma sanguigno...... 116 8. 4. Coagulazione e trasfusione del sangue.... 118 8 .5 La regolazione del sistema sanguigno ..... 121 9. La circolazione sanguigna .. 123 9. 1. Il cuore e le sue proprietà fisiologiche ...... 123 9. 2. Il movimento del sangue attraverso i vasi (emodinamica) .. .... 128 9. 3. Regolazione del sistema cardiovascolare ...... 132 10. Respirazione ...... 136 10. 1. Respirazione esterna ..... 136 10. 2. Scambio gassoso nei polmoni e loro trasporto attraverso il sangue... 139 10. 3. Regolazione della respirazione... 143 11. Digestione... 145 11. 1 .Caratteristiche generali dei processi digestivi...... 145 11. 2. Digestione in varie parti del tratto gastrointestinale ...... 147 11. 3. Assorbimento dei prodotti della digestione degli alimenti ...... 153 12. Metabolismo ed energia ...... 155 12. 1. Metabolismo delle proteine ...... 155 12. 2. Metabolismo dei carboidrati ...... 15 6 12. 3. Metabolismo dei lipidi ...... 157 12. 4. Metabolismo dell'acqua e dei sali minerali ...... 159 12. 5. Metabolismo energetico ...... 160 12. 6. Regolazione del metabolismo e energia ...... 163 13. Escrezione ...... 165 13. 1. Caratteristiche generali dei processi escretori ...... 165 13. 2. Reni e loro funzioni ...... 165 13 3. Il processo di minzione e la sua regolazione ...... 168 13. 4. La funzione omeostatica dei reni ...... 170 13. 5. Minzione e minzione ...... 170 13. 6. Sudorazione .. .... 171 14. Scambio di calore ...... 173 14. 1. Temperatura corporea e isotermia ...... 173 14. 2. Meccanismi di generazione del calore ...... 174 14. 3. Meccanismi di trasferimento del calore ...... 176 14. 4. Regolazione del trasferimento di calore ... 177 15. Secrezione interna ...... 178 15. 1. Caratteristiche generali del sistema endocrino ...... 178 15. 2 Funzioni delle ghiandole endocrine ...... 181 15. 3. Cambiamenti nelle funzioni endocrine in varie condizioni ...... 192 Parte II. FISIOLOGIA DELLO SPORT ...... 198 Sezione I. FISIOLOGIA GENERALE DELLO SPORT ...... 198 1. Fisiologia dello sport - disciplina educativa e scientifica ...... 199 1. 1. Fisiologia dello sport, suo contenuto e compiti . ..... 199 1. 2. Il Dipartimento di Fisiologia e il suo ruolo nella formazione e nello sviluppo della fisiologia dello sport ...... 201 1. 3. Lo stato e le prospettive per lo sviluppo della fisiologia dello sport ... ... 206 2. Adattamento ai carichi fisici e capacità di riserva dell'organismo ...... 210 2. 1. La dinamica delle funzioni corporee durante l'adattamento e le sue fasi ...... 211 2. 2. Caratteristiche fisiologiche di adattamento allo stress fisico. ..... 215 2. 3. Adattamento urgente ea lungo termine all'attività fisica .... 217 2. 4. Sistema funzionale di adattamento .... 221 2. 5. Il concetto di corpo riserve fisiologiche ...... ... 224 3. Stati funzionali degli atleti ...... 226 3. 1. Caratteristiche generali degli stati funzionali ...... 226 3. 2. Modelli fisiologici di sviluppo di stati funzionali ...... 229 3. 3 Tipi di stati funzionali ...... 231 4. Cambiamenti funzionali nel corpo durante lo sforzo fisico ...... 237 4. 1. Cambiamenti nelle funzioni di vari organi e sistemi del corpo ..... 237 4. 2. Spostamenti funzionali sotto carichi di potenza costante ...... 240 4. 3. Spostamenti funzionali sotto carichi di potenza variabile ... 241 4 4. Valore applicato dei cambiamenti funzionali per la valutazione delle prestazioni degli atleti .... 243 5. Caratteristiche fisiologiche dello stato del corpo durante l'attività sportiva .... 244 5. 1. Il ruolo delle emozioni nella attività sportive ...... 244 5. 2. Stati pre-lancio iya ...... 247 5. 3. Riscaldamento e allenamento ...... 250 5. 4. Stato stazionario durante gli esercizi ciclici ...... 252 5. 5. Stati speciali del corpo durante esercizi aciclici, statici ed esercizi di potenza variabile ..... 253 6. La prestazione fisica di un atleta ..... 254 6. 1. Il concetto di prestazione fisica e approcci metodologici alla sua definizione ..... 255 6. 2. Principi e metodi di verifica della prestazione fisica ..... 257 6. 3. Il rapporto della prestazione fisica con l'orientamento del processo di allenamento nello sport ...... 262 6. 4. La prestazione fisica riserve ...... 264 7. Fondamenti fisiologici della fatica degli atleti ...... 269 7. 1. Definizione e meccanismi fisiologici dello sviluppo della fatica ...... 269 7. 2. Fattori della fatica e lo stato delle funzioni corporee ..... 273 7. 3. Caratteristiche della fatica in vari tipi di attività fisica ...... 275 7. 4. Prefatica, stanchezza cronica e superlavoro ...... 278 8 Caratteristiche fisiologiche del recupero processi ... 281 8. 1. Caratteristiche generali dei processi di recupero ...... 281 8. 2. Meccanismi fisiologici dei processi di recupero .... 283 8. 3. Schemi fisiologici dei processi di recupero . ..... .. 285 8. 4. Misure fisiologiche per aumentare l'efficienza del recupero ...... 288 Sezione II. FISIOLOGIA PARTICOLARE DELLO SPORT ...... 291 9. Classificazione fisiologica e caratteristiche degli esercizi fisici ...... 291 9. 1. Vari criteri per la classificazione degli esercizi. ..... 292 9. 2. Classificazione moderna degli esercizi fisici...... 293 9. 3. Caratteristiche fisiologiche delle posture sportive e dei carichi statici ..... 294 9. 4. Caratteristiche fisiologiche degli standard ciclici e movimenti aciclici ...... 298 9. 5. Caratteristiche fisiologiche dei movimenti non standard ... 303 10. Meccanismi fisiologici e modelli di sviluppo delle qualità fisiche ...... 305 10. 1. Forme di manifestazione, meccanismi e riserve di sviluppo della forza ...... 306 10. 2. Forme di manifestazione, meccanismi e riserve di sviluppo di velocità ...... 310 10. 3. Forme di manifestazione, meccanismi e riserve di sviluppo della resistenza ...... 313 10. 4. Concetto di agilità e flessibilità. Meccanismi e modelli del loro sviluppo ...... 318 11. Meccanismi fisiologici e modelli di formazione delle capacità motorie ...... 320 11. 1. Capacità motorie, abilità e metodi del loro studio ...... 320 11. 2 Meccanismi fisiologici della formazione delle capacità motorie.... 321 11. 3. Regolarità fisiologiche e fasi della formazione delle capacità motorie.... 324 11. 4. Basi fisiologiche del miglioramento delle capacità motorie.... .. 330 12. Basi fisiologiche dello sviluppo della forma fisica ...... 333 12. 1. Caratteristiche fisiologiche dell'allenamento e stato della forma fisica ...... 334 12. 2. Verifica dell'idoneità funzionale degli atleti a riposo ...... 336 12. 3. Testare l'idoneità funzionale degli atleti sotto carico standard e massimo ...... 339 12. 4. Caratteristiche fisiologiche di sovrallenamento e sovraccarico ...... 343 13. Prestazioni sportive in condizioni ambientali particolari ...... 346 13. 1. Influenza della temperatura e dell'umidità aria sulle prestazioni sportive ...... 346 13. 2. Prestazioni sportive in condizioni di pressione barometrica modificata ...... 348 13. 3. Prestazioni sportive in condizioni climatiche mutevoli ...... 353 13. 4 .Cambiamenti fisiologici nel corpo durante il nuoto...... 355 14. Basi fisiologiche dell'allenamento sportivo femminile...... 357 14. 1. Caratteristiche morfologiche e funzionali del corpo femminile...... 357 14 2. Cambiamenti funzionali corporei durante l'allenamento... 365 14. 3. L'influenza del ciclo biologico sulle prestazioni delle donne... 370 14. 4. Individualizzazione del processo di allenamento, tenendo conto le fasi del ciclo biologico...... 373 15. Fisiologo -caratteristiche genetiche della selezione sportiva ...... 375 15. 1. Approccio fisiologico e genetico alle problematiche della selezione sportiva ...... 376 15. 2. Influenze ereditarie sulle caratteristiche morfo-funzionali e sulle qualità fisiche di una persona...... 378 15. 3. Tenendo conto delle caratteristiche fisiologiche e genetiche di una persona nella selezione sportiva...... 383 15. 4. Il valore di una scelta geneticamente adeguata e inadeguata delle attività sportive e della dominanza sensomotoria...... 390 15. 5. L'uso di marcatori genetici per la ricerca di atleti altamente preparati e veloci.... 395 16. Influenza del genoma sullo stato funzionale, sulle prestazioni e sulla salute degli atleti.. .... 398 16. 1. Conservazione, trasmissione di informazioni ereditarie e decodifica del genoma .... 398 16. 2. DNA genetico marcatori nello sport ...... 402 16. 3. Doping genetico nello sport .. .... 405 16. 4. Rilevazione del doping ...... 415 16. 5. Rischio per la salute ..... 417 17. Fondamenti fisiologici della cultura fisica per il miglioramento della salute ...... 421 17. 1. Il ruolo della cultura fisica nelle condizioni della vita moderna ...... 422 17. 2. Ipocinesia, inattività fisica e il loro effetto sul corpo umano ...... 4 25 17. 3. Le principali forme di cultura fisica per il miglioramento della salute e la loro influenza sullo stato funzionale del corpo... 428 Parte III. FISIOLOGIA DELL'ETÀ ...... 435 1. Modelli fisiologici generali di crescita e sviluppo del corpo umano ...... 435 1. Periodizzazione ed eterocronia dello sviluppo ...... 435 1. 2. Periodi sensibili . .. ... 438 1. 3. L'influenza dell'ereditarietà e dell'ambiente sullo sviluppo del corpo ...... 441 1. 4. Accelerazione epocale e individuale, età biologica e del passaporto ...... 444 2. Caratteristiche fisiologiche del corpo dei bambini in età prescolare e della scuola primaria e loro adattamento all'attività fisica ..... 448 2. 1. Lo sviluppo del sistema nervoso centrale, l'attività nervosa superiore e i sistemi sensoriali ..... 448 2. 2. Sviluppo fisico e sistema muscolo-scheletrico ...... 456 2. 3. Caratteristiche del sangue, della circolazione e della respirazione ...... 457 2. 4. Caratteristiche della digestione, del metabolismo e dell'energia .. .... 461 2. 5. Caratteristiche della termoregolazione, secrezione dei processi e attività delle ghiandole endocrine ...... 462 2. 6. Caratteristiche fisiologiche dell'adattamento dei bambini della scuola materna e primaria circa l'età all'attività fisica ...... 466 3. Caratteristiche fisiologiche dell'organismo dei bambini in età scolare e superiore e il loro adattamento all'attività fisica ...... 488 3. 1. Sviluppo del sistema nervoso centrale , attività nervosa superiore e sistemi sensoriali ...... 489 3. 2. Sviluppo fisico e sistema muscolo-scheletrico ... ... 494 3. 3. Caratteristiche del sangue, della circolazione e della respirazione... 497 3. 4. Caratteristiche della digestione, dell'escrezione e del sistema endocrino... 500 3. 5. Caratteristiche della termoregolazione, del metabolismo ed energia ...... 506 3. 6. Caratteristiche fisiologiche dell'adattamento dei bambini in età scolare e superiore all'attività fisica ...... 508 4. Caratteristiche fisiologiche di una lezione di educazione fisica a scuola ... ... 530 4. 1. Convalida fisiologica della normalizzazione dell'attività fisica per i bambini in età scolare ...... 530 4. 2. Cambiamenti nelle funzioni del corpo degli scolari durante una lezione di educazione fisica ..... 533 4. 3. L'impatto dell'educazione fisica sullo sviluppo fisico, funzionale, sulle prestazioni e sullo stato di salute degli scolari ...... 536 4. 4. Controllo fisiologico e pedagogico sull'educazione fisica e criteri fisiologici per il ripristino della il corpo degli scolari ...... 543 5. Caratteristiche fisiologiche del corpo delle persone di età matura e vecchia e il loro adattamento allo stress fisico. ..... 548 5. 1. Invecchiamento, aspettativa di vita, reazioni adattative e reattività dell'organismo ...... 549 5. 2. Caratteristiche legate all'età dell'apparato locomotore, vegetativo e sensoriale .... .. 553 5 3. Caratteristiche legate all'età dei sistemi di regolazione... 557 5. 4. Caratteristiche fisiologiche dell'adattamento delle persone di età matura e anziana all'attività fisica... 561 6. Caratteristiche fisiologiche dell'elaborazione delle informazioni negli atleti di diverse età.... .. 573 6. 1. Significato per lo sport dei processi di elaborazione delle informazioni e delle loro caratteristiche legate all'età .... 573 6. 2. Basi fisiologiche dei processi di percezione , processo decisionale e programmazione delle azioni di risposta ..... 575 6. 3. La velocità e l'efficacia del pensiero tattico. Capacità cerebrale ...... 579 6. 4. Immunità al rumore degli atleti, caratteristiche dell'età ...... 582 7. Asimmetrie funzionali di atleti di diverse età ...... 583 7. 1. Asimmetrie motorie nell'uomo, le caratteristiche dell'età ...... 583 7. 2. Asimmetrie sensoriali e mentali. Profilo individuale dell'asimmetria ..... 586 7. 3. La manifestazione dell'asimmetria funzionale negli atleti ..... 589 7. 4. Basi fisiologiche della gestione del processo di allenamento, tenendo conto dell'asimmetria funzionale ..... 593 8. Basi fisiologiche Caratteristiche tipologiche individuali degli atleti e loro sviluppo nell'ontogenesi.... 595 8. 1. Caratteristiche tipologiche individuali di una persona.... 596 8. 2. Sviluppo delle caratteristiche tipologiche nell'ontogenesi. ..... 598 8. 3. Caratteristiche tipologiche individuali degli atleti e loro considerazione nel processo di allenamento ...... 601 8. 4. Caratteristiche tipologiche individuali dei bioritmi e loro impatto sulle prestazioni umane ...... 604 CONCLUSIONE...... 609

Editore: "Sport" (2015)

Autore Aleksandr Sergeevich Solodkov

Alexey Solodkov, Elena Sologub

Fisiologia umana. Generale. Gli sport. Età

Libro di testo per gli istituti di istruzione superiore di cultura fisica

Edizione 6, corretta e ampliata

Approvato dal Ministero della Federazione Russa per la Cultura Fisica e lo Sport come libro di testo per gli istituti di istruzione superiore di cultura fisica

La pubblicazione è stata preparata presso il Dipartimento di Fisiologia dell'Università Nazionale Statale di Cultura Fisica, Sport e Salute intitolato a P.F. Lesgafta, San Pietroburgo

Revisori:

IN E. Kuleshov, medico med. scienze, prof. (VmedA intitolato a SM Kirov)

LORO. Kozlov, dottore biol e dottore ped. scienze, prof.

(NSU prende il nome da PF Lesgaft, San Pietroburgo)

Prefazione

La fisiologia umana è la base teorica di una serie di discipline pratiche (medicina, psicologia, pedagogia, biomeccanica, biochimica, ecc.) Senza comprendere il normale corso dei processi fisiologici e le costanti che li caratterizzano, vari specialisti non possono valutare correttamente lo stato funzionale del corpo umano e le sue prestazioni in varie condizioni di attività. La conoscenza dei meccanismi fisiologici di regolazione delle varie funzioni dell'organismo è importante per comprendere il corso dei processi di recupero durante e dopo un intenso lavoro muscolare.

Rivelando i meccanismi di base che garantiscono l'esistenza di un organismo integrale e la sua interazione con l'ambiente, la fisiologia consente di chiarire e studiare le condizioni e la natura dei cambiamenti nell'attività di vari organi e sistemi nel processo di ontogenesi umana. La fisiologia è una scienza che realizza approccio sistemico nello studio e nell'analisi delle diverse relazioni intra- e intersistemiche di un organismo umano complesso e della loro riduzione in formazioni funzionali specifiche e un unico quadro teorico.

È importante sottolineare che i ricercatori nazionali svolgono un ruolo significativo nello sviluppo dei moderni concetti fisiologici scientifici. La conoscenza della storia di qualsiasi scienza è un prerequisito necessario per una corretta comprensione del posto, del ruolo e del significato della disciplina nel contenuto dello stato socio-politico della società, della sua influenza su questa scienza, nonché dell'influenza della scienza e dei suoi rappresentanti sullo sviluppo della società. Pertanto, la considerazione del percorso storico di sviluppo delle singole sezioni della fisiologia, la menzione dei suoi rappresentanti più importanti e l'analisi della base scientifica naturale su cui si sono formati i concetti e le idee di base di questa disciplina, consentono di valutare l'attuale stato del soggetto e determinarne le ulteriori direzioni promettenti.

La scienza fisiologica in Russia nei secoli XVIII-XIX è rappresentata da una galassia di brillanti scienziati - I.M. Sechenov, FV Ovsyannikov, A.Ya. Danilevsky, AF Samoilov, I.R. Tarkhanov, NE Vvedensky e altri, ma solo I.M. Sechenov e I.P. Pavlov è accreditato di aver creato nuove direzioni non solo in russo ma anche nella fisiologia mondiale.

La fisiologia come disciplina indipendente iniziò ad essere insegnata nel 1738 presso l'Università accademica (poi San Pietroburgo). Anche l'Università di Mosca, fondata nel 1755, svolge un ruolo significativo nello sviluppo della fisiologia, dove nel 1776 fu aperto un dipartimento di fisiologia nella sua composizione.

Nel 1798 fu fondata a San Pietroburgo l'Accademia medico-chirurgica (medica militare), che svolse un ruolo eccezionale nello sviluppo della fisiologia umana. Il dipartimento di fisiologia creato sotto la sua supervisione è stato successivamente diretto da P.A. Zagorsky, DM Vellansky, NM Yakubovich, I.M. Sechenov, I.F. Sion, FV Ovsyannikov, I.R. Tarkhanov, IP Pavlov, LA Orbeli, AV Lebedinsky, MP Brestkin e altri importanti rappresentanti della scienza fisiologica. Dietro ogni nome nominato ci sono scoperte in fisiologia di importanza mondiale.

La fisiologia è stata inclusa nel programma di formazione nelle università di educazione fisica sin dai primi giorni della loro organizzazione. Sul creato P.F. Lesgaft nel 1896 presso i Corsi Superiori di Educazione Fisica aprì subito un gabinetto di fisiologia, il cui primo capo fu l'Accademico I.R. Tarkhanov. Negli anni successivi, la fisiologia fu qui insegnata da N.P. Kravkov, AA Walter, PP Rostovtsev, V.Ya. Chagovets, AG Ginetsinsky, AA Ukhtomsky, LA Orbeli, I.S. Beritov, AN Krestovnikov, GV Folbort e altri.

Il rapido sviluppo della fisiologia e l'accelerazione del progresso scientifico e tecnologico nel paese hanno portato all'emergere negli anni '30 del XX secolo di una nuova sezione indipendente della fisiologia umana: la fisiologia dello sport, sebbene alcuni lavori siano dedicati allo studio del corpo le funzioni durante l'attività fisica furono pubblicate alla fine del 19 ° secolo (E (O. Rozanov, S. S. Gruzdev, Yu. V. Blazhevich, P. K. Gorbachev, ecc.). Allo stesso tempo, va sottolineato che la ricerca sistematica e l'insegnamento della fisiologia dello sport sono iniziati nel nostro paese prima che all'estero ed erano più mirati. A proposito, notiamo che solo nel 1989 l'Assemblea generale dell'Unione internazionale delle scienze fisiologiche ha deciso di creare una commissione "Fisiologia dello sport", sebbene commissioni e sezioni simili nel sistema dell'Accademia delle scienze dell'URSS, l'URSS Accademia delle Scienze Mediche, Società Fisiologica All-Union. I.P. Il Comitato statale per lo sport dell'URSS di Pavlov esisteva nel nostro paese dagli anni '60.

I prerequisiti teorici per l'emergere e lo sviluppo della fisiologia dello sport sono stati creati dalle opere fondamentali di I.M. Sechenov, IP Pavlova, NE Vvedensky, AA Ukhtomsky, IS Beritashvili, KM Bykov e altri. Tuttavia, lo studio sistematico dei fondamenti fisiologici della cultura fisica e dello sport iniziò molto più tardi. Merito particolarmente grande nella creazione di questo ramo della fisiologia appartiene a L.A. Orbeli e il suo allievo A.N. Krestovnikov, ed è indissolubilmente legato alla formazione e allo sviluppo dell'Università di Cultura Fisica. PF Lesgaft e il suo dipartimento di fisiologia: il primo dipartimento di questo tipo tra le università sportive del paese e del mondo.

Dopo la creazione nel 1919 del Dipartimento di Fisiologia presso l'Istituto di Educazione Fisica. PF Lesgaft, l'insegnamento di questa materia è stato svolto da L.A. Orbeli, AN Krestovnikov, V.V. Vasil'eva, AB Gandelsman, E.K. Zhukov, NV Zimkin, AS Mozzhukhin, E.B. Sologub, AS Solodkov e altri Nel 1938, A.N. Kreetovnikov pubblicò il primo "Libro di testo di fisiologia" nel nostro paese e nel mondo per gli istituti di cultura fisica e nel 1939 - la monografia "Fisiologia dello sport". Un ruolo importante nell'ulteriore sviluppo dell'insegnamento della disciplina è stato svolto da tre edizioni del Libro di testo di Fisiologia umana, a cura di N.V. Zimkin (1964, 1970, 1975).

La formazione di vari organi e sistemi, qualità e abilità motorie, il loro miglioramento nel processo di educazione fisica possono avere successo se l'uso su base scientifica di vari mezzi e metodi di cultura fisica, nonché, se necessario, intensificazione o riduzione dei carichi muscolari . Allo stesso tempo, è necessario tenere conto dell'età-sesso e delle caratteristiche individuali di bambini, adolescenti, persone mature e anziane, nonché delle capacità di riserva del loro corpo nelle diverse fasi dello sviluppo individuale. La conoscenza di tali schemi da parte di specialisti proteggerà la pratica dell'educazione fisica dall'uso di carichi muscolari sia insufficienti che eccessivi pericolosi per la salute delle persone.

Ad oggi sono stati accumulati significativi materiali di fatto sulla fisiologia dello sport e dell'età, che sono presentati nei relativi libri di testo e manuali. Tuttavia, negli ultimi anni, sono apparsi nuovi dati su alcune sezioni dell'argomento che non erano state incluse nelle precedenti edizioni. Inoltre, a causa del curriculum in continua evoluzione e integrato, il contenuto delle sezioni della disciplina precedentemente pubblicate non corrisponde ai moderni piani tematici, secondo i quali l'insegnamento è condotto nelle università di educazione fisica in Russia. Alla luce di quanto sopra, il libro di testo proposto contiene materiale sistematizzato, integrato e, in alcuni casi, nuovo nel quadro dell'odierna informazione educativa e scientifica sull'argomento. Le sezioni corrispondenti del libro di testo includono anche i risultati della ricerca degli autori.

Nel 1998-2000 COME. Solodkov e E.B. Sologub ha pubblicato tre libri di testo di fisiologia generale, sportiva e dello sviluppo, ampiamente richiesti dagli studenti, approvati dagli insegnanti e serviti come base per la preparazione di un libro di testo moderno. Il libro di testo pubblicato da loro nel 2001 corrisponde al nuovo programma nella disciplina, ai requisiti dello standard statale di istruzione professionale superiore della Federazione Russa e comprende tre parti: fisiologia generale, sportiva e dell'età.

Nonostante la grande tiratura della prima edizione (10.000 copie), due anni dopo il libro di testo era esaurito. Pertanto, dopo aver apportato alcune correzioni e integrazioni, nel 2005 il libro di testo è stato ripubblicato nella stessa edizione. Tuttavia, alla fine del 2007, era impossibile acquistarlo ovunque. Allo stesso tempo, da varie regioni della Federazione Russa, paesi della CSI, il Dipartimento di Fisiologia riceve regolarmente proposte sulla necessità della prossima ristampa del libro di testo. Inoltre, sono apparsi a disposizione degli autori alcuni nuovi materiali che soddisfano i requisiti del Processo di Bologna per gli specialisti in cultura fisica e sport.

La terza edizione preparata del libro di testo, oltre a tenere conto e implementare i commenti e i suggerimenti individuali dei lettori, include anche due nuovi capitoli: "Lo stato funzionale degli atleti" e "Influenza del genoma sullo stato funzionale, le prestazioni e la salute degli atleti atleti." Per l'ultimo capitolo, alcuni materiali sono stati presentati da N.M. Koneva-Hanson, per la quale gli autori sono sinceramente grati a Natalya Mikhailovna.

Tutti i commenti e suggerimenti sulla quinta edizione, volti a migliorare la qualità del libro di testo, saranno accolti dagli autori con gratitudine.

Parte I

Fisiologia generale

Qualsiasi allenatore e insegnante per un'attività professionale di successo deve conoscere le funzioni del corpo umano. Solo tenendo conto delle caratteristiche della sua vita può aiutare a gestire correttamente la crescita e lo sviluppo del corpo umano, mantenere la salute di bambini e adulti, mantenere le prestazioni anche in età avanzata, uso razionale dei carichi muscolari nel processo di educazione fisica e allenamento sportivo.

1. Introduzione. Storia della fisiologia

La data di formazione della fisiologia moderna è il 1628, quando il medico e fisiologo inglese William Harvey pubblicò i risultati delle sue ricerche su circolazione sanguigna negli animali.

Fisiologia la scienza delle funzioni e dei meccanismi di attività delle cellule, dei tessuti, degli organi, dei sistemi e dell'intero organismo nel suo insieme. La funzione fisiologica è una manifestazione dell'attività vitale dell'organismo, che ha un valore adattativo.

1.1. L'argomento della fisiologia, la sua connessione con altre scienze e il suo significato per la cultura fisica e lo sport

La fisiologia come scienza è indissolubilmente legata ad altre discipline. Si basa sulle conoscenze di fisica, biofisica e biomeccanica, chimica e biochimica, biologia generale, genetica, istologia, cibernetica, anatomia. A sua volta, la fisiologia è alla base della medicina, della psicologia, della pedagogia, della sociologia, della teoria e della metodologia dell'educazione fisica. Nel processo di sviluppo della scienza fisiologica da fisiologia generale diverso sezioni private: fisiologia del lavoro, fisiologia...

Libro di testo per gli istituti di istruzione superiore di cultura fisica. 7a edizione

Approvato dal Ministero della Federazione Russa per la Cultura Fisica e lo Sport come libro di testo per gli istituti di istruzione superiore di cultura fisica

La pubblicazione è stata preparata presso il Dipartimento di Fisiologia dell'Università Nazionale Statale di Cultura Fisica, Sport e Salute. PF Lesgaft, San Pietroburgo

Revisori:

V. I. Kuleshov, medico med. scienze, prof. (VmedA intitolato a SM Kirov)

I. M. Kozlov, dottore in bio. e dottore ped. scienze, prof. (NSU intitolata a PF Lesgaft, San Pietroburgo)

Solodkov Aleksey Sergeevich - Professore del Dipartimento di Fisiologia dell'Università statale nazionale di cultura fisica, sport e salute. PF Lesgaft (per 25 anni, capo dipartimento 1986–2012).

Sologub Elena Borisovna – Dottore in Scienze Biologiche, Professore. Dal 2002 vive a New York (USA).

Prefazione

Editore: "Sport" (2015)