{"id":196,"date":"2012-11-15T16:16:55","date_gmt":"2012-11-15T16:16:55","guid":{"rendered":"http:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/?page_id=196"},"modified":"2012-12-06T11:21:15","modified_gmt":"2012-12-06T11:21:15","slug":"attivita-di-ricerca","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/attivita-di-ricerca\/","title":{"rendered":"Attivit\u00e0 di Ricerca"},"content":{"rendered":"

Il Laboratorio di Fisiologia degli Sport<\/strong><\/span><\/p>\n

Il laboratorio di Fisiologia degli Sport (LABFS) opera nell\u2019ambito dell\u2019Unit\u00e0 di Ricerca in Scienze dell\u2019Esercizio Fisico e Fisiologia degli Sport (UNFISPO). Il LABFS \u00e8 un centro altamente qualificato nell\u2019applicazione dell\u2019attivit\u00e0 fisica quale presidio terapeutico nelle patologie cronico-degenerative di ambito cardiometabolico e nella valutazione della capacit\u00e0 fisica in tutte le specialit\u00e0 sportive. Il LABFS \u00e8 anche un centro accreditato presso il servizio sanitario nazionale per la certificazione dell\u2019idoneit\u00e0 medico sportiva alla pratica degli sport a livello agonistico ed \u00e8 di riferimento per la formazione degli specialisti in medicina dello sport, in scienza dell\u2019alimentazione e in scienze e tecniche dello sport.<\/p>\n

La specificit\u00e0 di questo gruppo scientifico risulta dall’incontro tra l’unicit\u00e0 della sua esperienza nelle tecniche di valutazione della capacit\u00e0 fisica da un lato e l’interazione dall\u2019altro tra fisiologia applicata e tecnologie bioingegneristiche implementate nelle pi\u00f9 avanzate apparecchiature disponibili.<\/p>\n

Competenza scientifica, esperienza clinica, dotazione tecnica e approccio multidisciplinare consentono al LABFS di affrontare in maniera efficiente e con ottica translazionale problematiche diverse. Si va dallo studio dei metaboriflessi muscolari quali indicatori precoci di specifiche alterazioni cardiovascolari in patologie cronico-degenerative, quali lo scompenso cardiaco, il diabete mellito, l\u2019obesit\u00e0, il trapianto cardiaco, le lesioni del midollo spinale, la sclerosi multipla, la beta-talassemia ecc., fino all\u2019ottimizzazione del modello funzionale di atleti praticanti a livello agonistico diverse attivit\u00e0 sportive quali: atletica, nuoto, arti marziali, calcio, pallavolo, pallacanestro, apnea subacquea, equitazione etc., passando attraverso la progettazione, prototipazione e validazione di devices, portatili e di facile uso, per la misura non invasiva delle variabili cardiodinamiche, respirazione e biomeccaniche in condizioni sia statiche che dinamiche.<\/p>\n

\u00c8 proprio il trattamento delle complesse interazioni tra input e output energetico a costituire il punto di forza di questo gruppo che ha sviluppato un approccio innovativo all\u2019applicazione dell\u2019esercizio fisico quale presidio di diagnosi e terapia basato sulla quantificazione e personalizzazione dello stesso.<\/p>\n

Altro aspetto peculiare delle attivit\u00e0 del LABFS \u00e8 costituito dalle importanti competenze relative al trasferimento tecnologico dei prodotti della ricerca verso il comparto produttivo, soprattutto riguardo alle Information and Comunication Technologies dedicate all\u2019assessment in remoto di variabili cardiometaboliche.<\/p>\n

Retrospettiva Storica<\/span> <\/strong><\/p>\n

UNFISPO rappresenta il risultato di una lunga e fruttuosa attivit\u00e0 di ricerca scientifica nell\u2019ambito della fisiologia generale ed applicata che, gi\u00e0 a partire dalla prima met\u00e0 del secolo scorso, ha visto il succedersi di figure eminenti di scienziati nella cattedra di fisiologia dell\u2019Universit\u00e0 di Cagliari. Una figura di scienziato di primo piano fu certamente quella di Camillo Artom che tenne cattedra di fisiologia dal 1930 al 1935. Artom dimostr\u00f2 la formazione di mono e digliceridi nella digestione dei grassi alimentari e per la prima volta impieg\u00f2 isotopi radioattivi del fosforo per illustrare la sintesi di lecitina e fosfolipidi nel fegato e nell\u2019intestino a seguito dell\u2019ingestione di grassi1<\/sup>. In questi esperimenti Artom usufru\u00ec della collaborazione del fisico Emilio Segr\u00e9, del gruppo di via Panisperna coordinato da Enrico Fermi, e del cristallografo Carlo Perrier2<\/sup> al quale si deve la scoperta dell’elemento di numero atomico 43, conosciuto con il nome di Tecnezio.<\/em> Questi lavori furono certamente tra i primi casi al mondo di ricerca translazionale. Nel 1938, a causa delle leggi razziali, Artom abbandon\u00f2 l\u2019Italia per gli Stati Uniti dove concluse la sua carriera di illustre scienziato alla Bowman Gray School of Medicina di Winston-Salem, North Carolina. Agli stessi studi sul metabolismo lipidico condotti da Artom partecip\u00f2 anche Giuseppe Peretti1<\/sup> che vinse la cattedra di fisiologia a Cagliari nel 1948 e la tenne fino al 1975. Peretti si dedic\u00f2 inoltre allo studio dei meccanismi di controllo cerebellare della minzione. Qui dimostr\u00f2 che la conservazione nel cane del lobo anteriore del cervelletto dopo distruzione di altre aree induceva un forte ipertono della muscolatura vescicale. Al contrario, la vescica era atonica se il lobo anteriore veniva distrutto3<\/sup>. Questi risultati vennero in seguito confermati in un lavoro di Chambers e Sprague pubblicato nel 1955 su Archives of Neurology & Psychiatry4<\/sup>. Tra gli anni \u201850 e \u201860 Peretti coordin\u00f2 anche ricerche sistematiche sullo stato nutrizionale degli abitanti di diverse aree rurali della Sardegna che portarono alla luce gravi stati di carenza alimentare, sia per ci\u00f2 che riguarda i substrati energetici glucidici, lipidici e protidici, sia per ci\u00f2 che riguarda l\u2019apporto vitaminico e di micronutrienti, con conseguenti alterazioni morfo-funzionali5-6<\/sup>. Questi studi contribuirono significativamente alla nascita della moderna scienza dell\u2019alimentazione in Italia e furono anche il nucleo di partenza per la costituzione della relativa scuola di specializzazione nell\u2019Universit\u00e0 di Cagliari: una struttura formativa che per molti anni diede lustro e prestigio all\u2019ateneo. Gli studi sulla fisiologia della nutrizione continuarono sotto la guida di Giovanni Liguori, allievo di Peretti, che nel frattempo aveva preso la cattedra di Scienza dell\u2019alimentazione e diresse l\u2019istituto di fisiologia fino alla fine degli anni settanta. Liguori\u00a0 rinforz\u00f2 molto le attivit\u00e0 di ricerca in ambito nutrizionale stringendo importanti rapporti con diversi gruppi nazionali. Sotto la sua guida ripresero gli studi con marcatori radioattivi, utilizzati nel ratto per definire il destino metabolico dei diversi glucidi alimentari7<\/sup>.Nel 1980 la cattedra di fisiologia venne occupata da Mario Decandia che la tenne fino alla sua morte precoce avvenuta nel 1994. Al seguito di Torquato Gualtierotti, Decandia si era trasferito da Sassari alla grande fisiologia di Milano diretta da Rodolfo Margaria il quale, tra il 1966 e il 1967, allest\u00ec un laboratorio di neurofisiologia per ospitare il gruppo di ricerca di Sir John Eccles che nel 1963 vinse il premio Nobel per la fisiologia e la medicina e che allora viveva in una localit\u00e0 sul Lago Maggiore. In quegli anni Decandia collabor\u00f2 con il gruppo di Eccles, e in particolare con Helena T\u00e1bor\u00edkov\u00e0 (che poi divenne moglie di Eccles), in ricerche che riguardavano i circuiti riflessi del midollo spinale8<\/sup>. Dal 1968 al 1970 Decandia studi\u00f2 con Larry Gasteiger, presso la Cornell University di New York le variazioni di eccitabilit\u00e0 dei motoneuroni dei muscoli flessori ed estensori nel gatto utilizzando per la prima volta la stimolazione intracellulare di questi motoneuroni in vivo9<\/sup>. Pass\u00f2 quindi alla University of California \u2013 Los Angeles (UCLA) dove, con Earl Eldred, si occup\u00f2 dei meccanismi spinali riflessi che fanno capo ai propriocettori muscolari e, in particolare, studi\u00f2 nel gatto il significato degli adattamenti della pausa nella scarica di potenziali d\u2019azione afferenti al midollo spinale, generati dallo stiramento dei fusi neuromuscolari10<\/sup>. Una volta a Cagliari, Decandia costitu\u00ec un gruppo di ricerca di cui facevano parte Alberto Concu, di rientro da uno stage al Karolinska Intitutet di Stoccolma nel laboratorio per lo studio dei fusi neuromuscolari isolati coordinato da David Ottosson, e Giampaolo Orani che poi andr\u00e0 a perfezionarsi da Giuseppe Sant\u2019Ambrogio all\u2019Universit\u00e0 del Texas \u2013 Galvestron. Il gruppo di ricerca aveva la finalit\u00e0 di studiare gli effetti dell\u2019attivazione dei propriocettori muscolari conseguenti all\u2019attivit\u00e0 fisica sul controllo nervoso della respirazione e della circolazione. Esperimenti condotti sui gatti misero in evidenza che la stimolazione elettrica delle fibre nervose di tipo Ib afferenti al midollo spinale dagli organi tendinei del Golgi produceva un istantaneo incremento della ventilazione polmonare11<\/sup>. Ancora, la stimolazione elettrica di fibre nervose afferenti dai propriocettori muscolari determinava nel gatto un immediato incremento della pressione arteriosa che dipendeva da un effetto alfa-adrenergico eccitatorio sulla muscolatura liscia dei vasi di resistenza12<\/sup>. Venivano cos\u00ec messi in luce i fondamentali elementi di conoscenza relativi all\u2019ormai noto meccanismo di modulazione cardio-respiratoria attuato tonicamente da afferenze nervose extravasali e rispondenti allo stato metabolico dei muscoli in attivit\u00e0. Queste stesse conoscenze vennero in seguito trasferite all\u2019uomo e gli esperimenti confermarono l\u2019esistenza di controlli nervosi di origine muscolare per la modulazione sia della ventilazione polmonare12<\/sup> che della gettata cardiacaa 14-15, in risposta alla domanda di ossigeno dei muscoli in attivit\u00e0. Questi presupposti\u00a0 furono alla base della costituzione della scuola di specializzazione in Medicina dello sport dell\u2019Universit\u00e0 di Cagliari per la quale Mario Decandia si batt\u00e9 con grande determinazione. Dal 1994 al 1997 la cattedra di fisiologia di medicina fu occupata da Francesco Lacquaniti, un neurofisiologo formatosi da Carlo Terzuolo all\u2019universit\u00e0 del Minnesota \u2013 Minneapolis, che oggi viene considerato un\u2019eccellenza mondiale nell\u2019ambito del controllo nervoso del movimento e della biomeccanica applicati alla locomozione. Nonostante il breve periodo di permanenza a Cagliari, Lacquaniti impost\u00f2 un programma scientifico che coinvolse direttamente Giampaolo Orani in una sperimentazione riguardante il coordinamento cinematico del passo in relazione al suo costo energetico16. Purtroppo con la scomparsa prematura di Giampaolo Orani questa promettente linea sperimentale si \u00e8 fermata.<\/p>\n

Situazione attuale<\/strong><\/span><\/p>\n

Venendo ai giorni nostri, non \u00e8 difficile a questo punto dedurre l\u2019influenza determinante che ha giocato la storia della fisiologia umana di Cagliari sull\u2019orientamento scientifico e sulle scelte operative che hanno portato, intorno al 2006, alla costituzione di UNFISPO e del LABFS. Ora l\u2019unit\u00e0 di ricerca \u00e8 coordinata da Alberto Concu, professore ordinario di metodi e didattiche delle attivit\u00e0 sportive e precedentemente associato di fisiologia umana, che \u00e8 coadiuvato nella sua attivit\u00e0 da Antonio Crisafulli, ricercatore di fisiologia e specialista in medicina dello sport con PhD in fisiologia cardio-vascolare, il quale per circa un anno ha collaborato con il gruppo di Andrew Coats presso il National Heart and Lung Institute dell\u2019Imperial College di Londra17-18<\/sup>, dove ha perfezionato le sue conoscenze nell\u2019ambito dei metaboriflessi, mettendo a punto un metodo non invasivo per la diagnosi precoce dello scompenso cardiaco. Infine, \u00e8 recentissima l\u2019acquisizione come ricercatore di fisiologia di Filippo Tocco, anch\u2019egli specialista in medicina dello sport con PhD in bioenergetica della locomozione umana. Tocco ha importanti collegamenti con il mondo delle federazioni sportive (essendo lui stesso un valido maratoneta) e, ultimamente, ha condotto degli studi interessanti sugli aggiustamenti cardiometabolici durante l\u2019apnea19-20<\/sup>, che rimettono in discussione l\u2019idea consolidata che anche nell\u2019uomo durante l\u2019apnea in immersione il fenomeno della \u201cdiving bradicardia\u201d\u00a0 sia un meccanismo di risparmio di ossigeno.<\/p>\n

Va anche aggiunto che con la costituzione nel 1997 del CITAS \u2013 Centro Interdipartimentale per le Tecnologie e gli Ambienti collegati allo Sport, dedicato a Mario Decandia e diretto da Alberto Concu, cui ha fatto seguito nel 2007 la costituzione dello Spin-Off Accademico \u201c2C Technologies S.r.l.\u201d anch\u2019esso amministrato da Concu, nella UNFISPO sono confluite competenze\u00a0 di tipo ingegneristico. Esse hanno aperto la via ad attivit\u00e0 translazionali che integrano specificit\u00e0 biomediche con tecnologie di tipo meccatronico le quali hanno portato all\u2019attuazione di diversi prototipi dedicati alla diagnosi e terapia di patologie cronico-degenerative in cui l\u2019esercizio fisico \u00e8 un presidio importante. Fra tutti vale la pena citare un sistema di attuatori pneumatici robotizzato, finalizzato al recupero della funzione diastolica in pazienti paraplegici21<\/sup>.<\/p>\n

Bibliografia di riferimento<\/strong><\/span><\/p>\n

    \n
  1. Artom C., Peretti G., Sur le role des phospholipides dans le metabolisme des grasses. 2\u00b0 memoire: Experiences avec introduction orale de grasses iodees. Arch. Inter. Physiol. 1933; 38:351-370.<\/li>\n
  2. Artom C, Sarzana G, Perrier C, Santangelo M, Segr\u00e8 A. Phospholipid syntesis during fat absorbation. Nature, 1937; 1105-1106.<\/li>\n
  3. Peretti G. Research on the postural tonus of the urinary bladder and on its neural regulation. III. Mechanism of action of the mesencephalic vescical center.<\/a> Arch Fisiol. 1951; 51(1):41-5.<\/li>\n
  4. Chambers WW, Sprague JM. Functional localization in the cerebellum. II. Somatotopic organization in cortex and nuclei.<\/a> AMA Arch Neurol Psychiatry. 1955; 74(6):653-80.<\/li>\n
  5. Cabras C, Guiso F, Peretti G. Food habits of the agricultural population of Sardinia; research on families of agricultural workers of Marmilla and peasants of Nurra.<\/a> Boll Soc Ital Biol Sper. 1956; 32(12):1440-2.<\/li>\n
  6. Peretti G. Research on nutrition in Sardinia; food habits among the rural population in Sardinia, in an economically depressed region.<\/a> Boll Soc Ital Biol Sper. 1957; 33 (1-2):36-8.<\/li>\n
  7. Concu A, Fadda F, Liguori G. Study on the absorption and utilization of D-galactose and D-glucose by liver and muscular tissue in the albino rat.<\/a> Arch Fisiol. 1973; 70(3-4):203-6.<\/li>\n
  8. Decandia M, Provini L, Taborikova H. Mechanisms of the reflex discharge depression in the spinal motoneurone during repetitive orthodromic stimulation.<\/a> Brain Res. 1967 Mar;4(2):284-91.<\/li>\n
  9. Decandia M, Gasteiger EL, Mann MD. Escape of the extensor monosynaptic reflex from presynaptic inhibition.<\/a> Brain Res. 1968;7(2):317-9.<\/li>\n
  10. Decandia M, Eldred E, Grover FS. Effects of prolonged stretch of flexor muscles upon excitability of an extensor reflex arc.<\/a> Exp Brain Res. 1971;12(2):161-70.<\/li>\n
  11. Carcassi AM, Concu A, Decandia M, Onnis M, Orani GP, Piras MB. Respiratory responses to stimulation of large fibers afferent from muscle receptors in cats.<\/a> Pflugers Arch. 1983; 399(4):309-14<\/li>\n
  12. Orani GP, Decandia M. Group I afferent fibers: effects on cardiorespiratory system.<\/a> J Appl Physiol. 1990; 68(3):932-7.<\/li>\n
  13. Orani GP, Decandia M. Role of the heart and peripheral resistance in the reflex effect of group I afferent fibers on blood pressure.<\/a> Cardioscience. 1994; 5(1):25-30.<\/li>\n
  14. Concu A. Contribution of central and reflex nervous activity to the rapid increase in pulmonary ventilation at the start of muscular exercise in man.<\/a> Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1989; 59(1-2):10-5.<\/li>\n
  15. Crisafulli A, Salis E, Pittau G, Lorrai L, Tocco F, Melis F, Pagliaro P, Concu A. Modulation of cardiac contractility by muscle metaboreflex following efforts of different intensities in humans.<\/a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2006; 291(6):H3035-42.<\/li>\n
  16. Bianchi L, Angelini D, Orani GP, Lacquaniti F. Kinematic coordination in human gait: relation to mechanical energy cost.<\/a> J Neurophysiol. 1998;79(4):2155-70.<\/li>\n
  17. Davies LC, Francis DP, Crisafulli A, Concu A, Coats AJ, Piepoli M. Oscillations in stroke volume and cardiac output arising from oscillatory ventilation in humans.<\/a> Exp Physiol. 2000; 85(6):857-62.<\/li>\n
  18. Piepoli MF, Dimopoulos K, Concu A, Crisafulli A. Cardiovascular and ventilatory control during exercise in chronic heart failure: role of muscle reflexes.<\/a> Int J Cardiol. 2008; 130(1):3-10.<\/li>\n
  19. Tocco F, Crisafulli A, Melis F, Porru C, Pittau G, Milia R, Concu A. Cardiovascular adjustments in breath-hold diving: comparison between divers and non-divers in simulated dynamic apnoea.<\/a> Eur J Appl Physiol. 2012;112(2):543-54.<\/li>\n
  20. Tocco F, Marongiu E, Pinna M, Roberto S, Pusceddu M, Angius L, Migliaccio G, Milia R, Concu A, Crisafulli A. Assessment of circulatory adjustments during underwater apnoea in elite divers by means of a portable device.<\/a> Acta Physiol (Oxf). 2012 Sep 14. [Epub ahead of print].<\/li>\n
  21. Manuello Bertetto A, Meili S, Concu A, Crisafulli A. An Inflatable Pneumatic System for Blood Pressure Recovery. Mech Base Des Struct Mach. 2012; 40:506-518.<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Il Laboratorio di Fisiologia degli Sport Il laboratorio di Fisiologia degli Sport (LABFS) opera nell\u2019ambito dell\u2019Unit\u00e0 di Ricerca in Scienze dell\u2019Esercizio Fisico e Fisiologia degli Sport (UNFISPO). Il LABFS \u00e8 un centro altamente qualificato nell\u2019applicazione dell\u2019attivit\u00e0 fisica quale presidio terapeutico nelle patologie cronico-degenerative di ambito cardiometabolico e nella valutazione della capacit\u00e0 fisica in tutte le specialit\u00e0 sportive. Il LABFS \u00e8 anche un centro accreditato presso il servizio sanitario nazionale per la certificazione dell\u2019idoneit\u00e0 medico sportiva alla pratica degli sport a livello agonistico ed \u00e8 di riferimento per la formazione degli specialisti in medicina dello sport, in scienza dell\u2019alimentazione e in […]<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-196","page","type-page","status-publish","hentry","post-seq-1","post-parity-odd","meta-position-corners","fix"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/196","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=196"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/196\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":683,"href":"https:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/196\/revisions\/683"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/people.unica.it\/laboratoriodifisiologiadeglisport\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=196"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}