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Alexeï Solodkov, Elena Sologoub
Physiologie humaine. Général. Des sports. Âge

Manuel pour les établissements d'enseignement supérieur de culture physique

6e édition, révisée et augmentée

Approuvé par le ministère de la Culture physique et des Sports de la Fédération de Russie comme manuel pour les établissements d'enseignement supérieur de culture physique

La publication a été préparée au Département de physiologie de l'Université nationale d'État de culture physique, de sport et de santé du nom de P.F. Lesgafta, Saint-Pétersbourg

Réviseurs :

DANS ET. Koulechov, docteur méd. sciences, prof. (VmedA du nom de S.M. Kirov)

EUX. Kozlov, docteur en biol et docteur en pédologie. sciences, prof.

(NSU du nom de P.F. Lesgaft, Saint-Pétersbourg)

Préface

La physiologie humaine est la base théorique d'un certain nombre de disciplines pratiques (médecine, psychologie, pédagogie, biomécanique, biochimie, etc.). Sans comprendre le déroulement normal des processus physiologiques et les constantes qui les caractérisent, divers spécialistes ne peuvent évaluer correctement l'état fonctionnel de le corps humain et ses performances dans diverses conditions activités. La connaissance des mécanismes physiologiques de régulation de diverses fonctions corporelles est importante pour comprendre le déroulement des processus de récupération pendant et après un travail musculaire intense.

En révélant les mécanismes fondamentaux qui assurent l'existence d'un organisme entier et son interaction avec l'environnement, la physiologie permet de clarifier et d'étudier les conditions et la nature des changements dans l'activité des divers organes et systèmes au cours du processus d'ontogenèse humaine. La physiologie est la science qui réalise approche systémique dans l'étude et l'analyse des diverses relations intra- et intersystémiques du corps humain complexe et leur réduction en formations fonctionnelles spécifiques et une image théorique unifiée.

Il est important de souligner que les chercheurs nationaux jouent un rôle important dans le développement des concepts scientifiques physiologiques modernes. La connaissance de l'histoire de toute science est une condition préalable nécessaire pour une compréhension correcte de la place, du rôle et de l'importance de la discipline dans le contenu du statut socio-politique de la société, de son influence sur cette science, ainsi que de l'influence de la science. et ses représentants sur le développement de la société. Par conséquent, l'examen du chemin historique de développement des différentes sections de la physiologie, la mention de ses représentants les plus éminents et l'analyse de la base scientifique naturelle sur laquelle les concepts et idées de base de cette discipline ont été formés permettent d'évaluer l'état actuel de la sujet et déterminer ses autres orientations prometteuses.

La science physiologique en Russie aux XVIIIe et XIXe siècles était représentée par une galaxie de brillants scientifiques - I.M. Sechenov, F.V. Ovsyannikov, A.Ya. Danilevsky, A.F. Samoilov, I.R. Tarkhanov, N.E. Vvedensky et d'autres, mais seul I.M. Sechenov et I.P. On attribue à Pavlov la création de nouvelles orientations non seulement en russe, mais également en physiologie mondiale.

La physiologie en tant que discipline indépendante a commencé à être enseignée en 1738 à l'Université académique (plus tard de Saint-Pétersbourg). L'Université de Moscou, fondée en 1755, a également joué un rôle important dans le développement de la physiologie, où le Département de physiologie a été ouvert au sein de sa structure en 1776.

En 1798, l'Académie médico-chirurgicale (médecine militaire) a été fondée à Saint-Pétersbourg, qui a joué un rôle exceptionnel dans le développement de la physiologie humaine. Le Département de Physiologie créé sous elle fut successivement dirigé par P.A. Zagorsky, D.M. Vellansky, N.M. Yakubovitch, I.M. Sechenov, I.F. Sion, F.V. Ovsyannikov, I.R. Tarkhanov, I.P. Pavlov, L.A. Orbeli, A.V. Lebedinsky, député. Brestkin et d'autres représentants éminents de la science physiologique. Derrière chaque nom se cachent des découvertes en physiologie d’importance mondiale.

La physiologie a été incluse dans le programme des universités d'éducation physique dès les premiers jours de leur organisation. Sur créé par P.F. Lesgaft ouvrit immédiatement en 1896 un cabinet de physiologie dans les cours supérieurs d'enseignement physique, dont le premier directeur fut l'académicien I.R. Tarkhanov. Au cours des années suivantes, la physiologie a été enseignée ici par 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 et al.

Le développement rapide de la physiologie et l'accélération des progrès scientifiques et technologiques dans le pays ont conduit à l'émergence dans les années 30 du 20e siècle d'une nouvelle section indépendante de la physiologie humaine - la physiologie du sport, bien que des travaux individuels consacrés à l'étude des fonctions corporelles pendant l'activité physique ont été publiées à la fin du XIXe siècle (I O. Rozanov, S.S. Gruzdev, Yu.V. Blazhevich, P.K. Gorbatchev, etc.). Il convient de souligner que la recherche et l'enseignement systématiques de la physiologie du sport ont commencé dans notre pays plus tôt qu'à l'étranger et étaient plus ciblés. À propos, nous notons que ce n'est qu'en 1989 que l'Assemblée générale de l'Union internationale des sciences physiologiques a décidé de créer une commission « Physiologie du sport », bien que des commissions et sections similaires dans le système de l'Académie des sciences de l'URSS, l'URSS Académie des sciences médicales, la All-Union Physiological Society porte son nom. I.P. Le Comité national des sports Pavlov de l'URSS existe dans notre pays depuis les années 1960.

Les conditions théoriques de l'émergence et du développement de la physiologie du sport ont été créées par les travaux fondamentaux d'I.M. Sechenova, I.P. Pavlova, N.E. Vvedensky, A.A. Ukhtomsky, I.S. Beritashvili, K.M. Bykov et autres. Cependant, l'étude systématique des fondements physiologiques de la culture physique et du sport a commencé bien plus tard. Un grand mérite pour la création de cette section de physiologie revient à L.A. Orbeli et son élève A.N. Krestovnikov, et cela est inextricablement lié à la formation et au développement de l'Université de culture physique du nom. P.F. Lesgaft et son département de physiologie - le premier département de ce type parmi les universités d'éducation physique du pays et du monde.

Après la création en 1919 du Département de Physiologie à l'Institut d'Éducation Physique. P.F. Lesgaft enseigne cette matière réalisé par L.A. Orbeli, A.N. Krestovnikov, V.V. Vassilieva, A.B. Gandelsman, E.K. Joukov, N.V. Zimkin, A.S. Mozjoukhine, E.B. Sologoub, A.S. Solodkov et autres. En 1938 A.N. Kreetovnikov a publié le premier « Manuel de physiologie » dans notre pays et dans le monde pour les instituts d'éducation physique, et en 1939, la monographie « Physiologie du sport ». Un rôle important dans le développement ultérieur de l'enseignement de la discipline a été joué par trois éditions du « Manuel de physiologie humaine », édité par N.V. Zimkina (1964, 1970, 1975).

Le développement de la physiologie du sport est dû en grande partie à de nombreuses recherches fondamentales et appliquées sur le sujet. Le développement de toute science pose de plus en plus de nouveaux problèmes pratiques aux représentants de nombreuses spécialités, auxquels la théorie ne peut pas toujours et immédiatement apporter une réponse sans ambiguïté. Cependant, comme le notait avec humour D. Crowcroft (1970), « ... la recherche scientifique présente une particularité étrange : elle a l'habitude, tôt ou tard, d'être utile à quelqu'un ou à quelque chose. » L'analyse de l'évolution des domaines pédagogiques et scientifiques de la physiologie du sport confirme clairement cette position.

Les exigences de la théorie et de la pratique de l'éducation physique et de l'entraînement nécessitent que la science physiologique révèle les particularités du fonctionnement du corps, en tenant compte de l'âge des personnes et des schémas de leur adaptation à l'activité musculaire. Les principes scientifiques de l'éducation physique des enfants et des adolescents reposent sur les lois physiologiques de la croissance et du développement humain aux différentes étapes de l'ontogenèse. Dans le processus d'éducation physique, il est nécessaire non seulement d'augmenter la préparation motrice, mais également de former les propriétés et qualités psychophysiologiques nécessaires de l'individu, garantissant sa préparation au travail et à l'activité active dans le monde moderne.

La formation de divers organes et systèmes, qualités et compétences motrices, leur amélioration dans le processus d'éducation physique peuvent être couronnées de succès sous réserve de l'utilisation scientifiquement fondée de divers moyens et méthodes de culture physique, ainsi que s'il est nécessaire d'intensifier ou de réduire charges musculaires. Dans ce cas, il est nécessaire de prendre en compte l'âge-sexe et les caractéristiques individuelles des enfants, des adolescents, des personnes matures et âgées, ainsi que les capacités de réserve de leur corps à différents stades de développement individuel. La connaissance de tels modèles par des spécialistes protégera la pratique de l’éducation physique contre l’utilisation de charges musculaires insuffisantes et excessives, dangereuses pour la santé.

À ce jour, d'importants documents factuels sur le sport et la physiologie liée à l'âge ont été accumulés, présentés dans des manuels et des supports pédagogiques pertinents. Cependant, ces dernières années, de nouvelles données sont apparues sur certaines sections du sujet qui n'étaient pas incluses dans les publications précédentes. De plus, en raison du programme d'études en constante évolution et complété, le contenu des sections de la discipline précédemment publiées ne correspond pas aux plans thématiques modernes selon lesquels l'enseignement est dispensé dans les universités d'éducation physique en Russie. Compte tenu de ce qui précède, le manuel proposé contient du matériel systématisé, complété et, dans certains cas, nouveau dans le cadre de l'information pédagogique et scientifique actuelle sur le sujet. Les sections correspondantes du manuel incluent également les résultats des propres recherches des auteurs.

En 1998-2000 COMME. Solodkov et E.B. Sologub a publié trois manuels sur la physiologie générale, du sport et du développement, qui ont été largement demandés par les étudiants, approuvés par les enseignants et ont servi de base à la préparation d'un manuel moderne. Le manuel qu'ils ont publié en 2001 correspond au nouveau programme de la discipline, aux exigences de la norme nationale de l'enseignement professionnel supérieur de la Fédération de Russie et comprend trois parties - physiologie générale, du sport et de l'âge.

Malgré le grand tirage de la première édition (10 000 exemplaires), deux ans plus tard, le manuel n'était plus disponible en magasin. Par conséquent, après avoir apporté quelques corrections et ajouts, le manuel a été republié en 2005 dans la même édition. Cependant, fin 2007, il s'est avéré impossible de l'acheter nulle part. Parallèlement, le Département de physiologie reçoit régulièrement des propositions de diverses régions de la Fédération de Russie et des pays de la CEI concernant la nécessité d'une prochaine réédition du manuel. De plus, les auteurs disposent de nouveaux matériels répondant aux exigences du processus de Bologne pour les spécialistes de l'éducation physique et du sport.

La troisième édition préparée du manuel, outre la prise en compte et la mise en œuvre des commentaires et suggestions individuels des lecteurs, comprend également deux nouveaux chapitres : « L'état fonctionnel des athlètes » et « L'influence du génome sur l'état fonctionnel, les performances et la santé des athlètes ». les athlètes." Pour le dernier chapitre, certains documents ont été présentés par N.M., professeur au Département de biologie de l'Université St. John's de New York. Konevoy-Hanson, pour lequel les auteurs remercient sincèrement Natalya Mikhailovna.

Tous les commentaires et suggestions concernant la cinquième édition, visant à améliorer la qualité du manuel, seront acceptés avec gratitude par les auteurs.

Première partie
Physiologie générale

Pour réussir ses activités professionnelles, tout formateur et enseignant a besoin de connaître les fonctions du corps humain. Seule la prise en compte des particularités de son activité vitale peut aider à gérer correctement la croissance et le développement du corps humain, à préserver la santé des enfants et des adultes, à maintenir les performances même à un âge avancé et à utiliser rationnellement les charges musculaires dans le processus d'éducation physique. et l'entraînement sportif.

1. Introduction. Histoire de la physiologie

La date de formation de la physiologie moderne est 1628, lorsque le médecin et physiologiste anglais William Harvey publia les résultats de ses recherches sur la circulation sanguine chez les animaux.

Physiologie la science des fonctions et des mécanismes d'activité des cellules, des tissus, des organes, des systèmes et de l'organisme tout entier dans son ensemble. Une fonction physiologique est la manifestation de l'activité vitale de l'organisme, qui a une signification adaptative.

La physiologie en tant que science est inextricablement liée à d'autres disciplines. Elle s'appuie sur des connaissances en physique, biophysique et biomécanique, chimie et biochimie, biologie générale, génétique, histologie, cybernétique, anatomie. À son tour, la physiologie constitue la base de la médecine, de la psychologie, de la pédagogie, de la sociologie, de la théorie et des méthodes d'éducation physique. En cours de développement de la science physiologique de physiologie générale divers parties privées : physiologie du travail, physiologie du sport, physiologie aérospatiale, physiologie du travail sous-marin, physiologie liée à l'âge, psychophysiologie, etc.

La physiologie générale représente la base théorique de la physiologie du sport. Il décrit les schémas d'activité de base du corps de personnes d'âges et de sexes différents, divers états fonctionnels, les mécanismes de fonctionnement des organes et systèmes individuels du corps et leur interaction. Son importance pratique consiste en la justification scientifique des stades d'âge de développement du corps humain, des caractéristiques individuelles des individus, des mécanismes de manifestation de leurs capacités physiques et mentales, des caractéristiques de contrôle et de la capacité de gérer l'état fonctionnel du corps. La physiologie révèle les conséquences des mauvaises habitudes chez l'homme, justifie les moyens de prévenir les troubles fonctionnels et de maintenir la santé. La connaissance de la physiologie aide les enseignants et les entraîneurs dans les processus de sélection sportive et d'orientation sportive, à prédire le succès de l'activité compétitive d'un athlète, à la construction rationnelle du processus d'entraînement, à assurer l'individualisation de l'activité physique et ouvre la possibilité d'utiliser les réserves fonctionnelles de l'organisme.

La physiologie est une science expérimentale. La connaissance des fonctions et des mécanismes de l’activité du corps repose sur des expériences menées sur des animaux, des observations en clinique et des examens de personnes en bonne santé dans diverses conditions expérimentales. Dans le même temps, par rapport à une personne en bonne santé, des méthodes sont nécessaires qui ne sont pas associées à des dommages à ses tissus et à une pénétration dans le corps - ce qu'on appelle non invasif méthodes.

En général, la physiologie utilise trois méthodes de recherche : observation, ou la méthode de la « boîte noire », expérience aiguë Et expérience chronique.

Les méthodes de recherche classiques étaient méthodes d'élimination et méthodes d'irritation des parties individuelles ou des organes entiers, principalement utilisés dans des expériences sur des animaux ou lors d'opérations en clinique. Ils ont donné une idée approximative des fonctions des organes et tissus du corps enlevés ou irrités. À cet égard, une méthode progressive d'étude de l'organisme dans son ensemble est devenue méthode réflexe conditionnée, développé par I.P. Pavlov.

Dans les conditions modernes, le plus courant méthodes électrophysiologiques, permettant d'enregistrer des processus électriques sans modifier l'activité actuelle des organes étudiés et sans endommager les tissus tégumentaires - par exemple, électrocardiographie, électromyographie, électroencéphalographie (enregistrement de l'activité électrique du cœur, des muscles et du cerveau). Développement radiotélémétrie permet à ces enregistrements reçus d'être transmis sur des distances importantes, et technologies informatiques et programmes spéciaux fournir une analyse subtile des données physiologiques. Utiliser la photographie infrarouge (imagerie thermique) permet d'identifier les zones du corps les plus chaudes ou les plus froides observées au repos ou à la suite d'une activité. Avec l'aide de ce qu'on appelle tomodensitométrie, sans ouvrir le cerveau, on peut constater ses changements morphofonctionnels à différentes profondeurs. De nouvelles données sur le fonctionnement du cerveau et de certaines parties du corps sont fournies par l'étude vibrations magnétiques.

Des observations des fonctions vitales du corps sont faites depuis des temps immémoriaux. Aux XIVe et XVe siècles av. e. V L'Egypte ancienne En fabriquant des momies, les gens se familiarisaient avec les organes internes d’une personne. La tombe du médecin pharaon Ounas représente d'anciens instruments médicaux. DANS La Chine ancienne jusqu'à 400 maladies étaient étonnamment finement distinguées par le seul pouls. Aux IVe et Ve siècles avant JC. e. là, la doctrine des points fonctionnellement importants du corps a été développée, qui est maintenant devenue la base des développements modernes de la réflexologie et de l'acupuncture, de la thérapie Su-Jok, testant l'état fonctionnel des muscles squelettiques d'un athlète en fonction de l'intensité du champ électrique de la peau dans les points bioélectriquement actifs au-dessus d'eux. Inde ancienne est devenu célèbre pour ses recettes spéciales à base de plantes, les effets sur le corps du yoga et ses exercices de respiration. DANS La Grèce ancienne Les premières idées sur les fonctions du cerveau et du cœur ont été exprimées aux IVe et Ve siècles avant JC. e. Hippocrate (460-377 avant JC) et Aristote (384-322 avant JC), et en Rome antique au 2ème siècle avant JC e. – le médecin Galien (201-131 av. J.-C.).

La physiologie est devenue une science expérimentale au XVIIe siècle. lorsque le médecin anglais W. Harvey découvrit la circulation sanguine. Au cours de la même période, le scientifique français R. Descartes a introduit le concept de réflexe (réflexion), décrivant le chemin de l'information externe vers le cerveau et le chemin de retour de la réponse motrice. Les travaux du brillant scientifique russe M.V. Lomonossov et le physicien allemand G. Helmholtz sur la nature à trois composantes de la vision des couleurs, le traité du tchèque G. Prochazka sur les fonctions du système nerveux et les observations de l'italien L. Galvani sur l'électricité animale dans les nerfs et les muscles sont noté XVIIIe siècle. DANS 19ème siècle Les idées du physiologiste anglais C. Sherrington sur les processus d'intégration dans le système nerveux ont été développées, exposées dans sa célèbre monographie de 1906. Les premières études sur la fatigue ont été réalisées par l'Italien A. Mosso. Découverte de changements dans les potentiels cutanés constants lors d'une irritation chez l'homme. Tarkhanov (phénomène Tarkhanov).

Dans le 19ème siècle œuvres du « père de la physiologie russe » EUX. Sechenov (1829-1905) a jeté les bases du développement de nombreux domaines de la physiologie - l'étude des gaz du sang, les processus de fatigue et de « repos actif », et surtout - la découverte en 1862 de l'inhibition du système nerveux central (" Sechenov's inhibition") et le développement des fondements physiologiques des processus mentaux humains, qui ont montré la nature réflexe des réactions comportementales humaines ("Réflexes du cerveau", 1863). Développement ultérieur des idées d’I.M. Sechenova a suivi deux voies. D'une part, l'étude des mécanismes subtils d'excitation et d'inhibition a été réalisée à l'Université de Saint-Pétersbourg. C'EST À DIRE. Vvedenski (1852-1922). Il a créé l'idée de la labilité physiologique en tant que caractéristique à grande vitesse de l'excitation et la doctrine de la parabiose en tant que réaction générale du tissu neuromusculaire à l'irritation. Cette direction a ensuite été poursuivie par son élève A.A. Oukhtomski (1875-1942), qui, en étudiant les processus de coordination dans le système nerveux, découvre le phénomène du dominant (le foyer dominant d'excitation) et le rôle dans ces processus d'assimilation du rythme de stimulation. En revanche, dans une expérience chronique sur un organisme entier I.P. Pavlov (1849-1936) fut le premier à créer la doctrine des réflexes conditionnés et à développer un nouveau chapitre de la physiologie : la physiologie de l'activité nerveuse supérieure. De plus, en 1904, pour ses travaux dans le domaine de la digestion, I.P. Pavlov, l'un des premiers scientifiques russes, a reçu le prix Nobel. La base physiologique du comportement humain, le rôle des réflexes combinés ont été développés V.M. Bekhterev.

D'autres physiologistes russes éminents ont également apporté une contribution majeure au développement de la physiologie : le fondateur de la physiologie évolutionniste et de l'adaptologie, l'académicien L.A. Orbeli ; qui a étudié les effets réflexes conditionnés du cortex sur les organes internes d'Acad. K.M. Bykov; créateur de la doctrine du système fonctionnel, Acad. PC. Anokhine ; fondateur de l'électroencéphalographie russe, académicien. M.N. Livanov ; développeur de physiologie spatiale – acad. V. V. Paria ; fondateur de la physiologie de l'activité N.A. Bernstein et bien d'autres.

Dans le domaine de la physiologie de l'activité musculaire, il convient de noter le fondateur de la physiologie sportive nationale - le prof. UN. Krestovnikova (1885-1955), qui a écrit le premier manuel de physiologie humaine pour les universités d'éducation physique du pays (1938) et la première monographie sur la physiologie du sport (1939), ainsi que des scientifiques de renom - le prof. E.K. Joukova, V.S. Farfelya, N.V. Zimkina, A.S. Mozzhukhin et bien d'autres, et parmi les scientifiques étrangers - P.O. Astrand, A. Hill, R. Granita, R. Margaria, etc.

2. Principes généraux de la physiologie et ses concepts de base

Les organismes vivants sont ce qu'on appelle systèmes ouverts (c'est-à-dire non autonome, mais inextricablement lié à l'environnement extérieur). Ils sont constitués de protéines et d'acides nucléiques et se caractérisent par la capacité d'autorégulation et d'auto-reproduction. Les principales propriétés d'un organisme vivant sont le métabolisme, l'irritabilité (excitabilité), la mobilité, l'auto-reproduction (reproduction, hérédité) et l'autorégulation (maintien de l'homéostasie, adaptabilité).

Le manuel a été préparé conformément au nouveau programme de physiologie pour les universités d'éducation physique et aux exigences de la norme nationale d'enseignement professionnel supérieur.
Pour les étudiants du premier cycle, les étudiants des cycles supérieurs, les chercheurs, les enseignants, les formateurs et les médecins œuvrant dans le domaine de l’éducation physique.

PRÉFACE...... 3 Partie I. PHYSIOLOGIE GÉNÉRALE...... 8 1. Introduction. Histoire de la physiologie...... 8 1. 1. Le sujet de la physiologie, ses liens avec d'autres sciences et son importance pour la culture physique et le sport...... 8 1. 2. Méthodes de recherche physiologique.... .. 9 1 3. Bref historique de la physiologie...... 10 2. Principes généraux de la physiologie et ses concepts de base...... 12 2. 1. Caractéristiques fonctionnelles de base des tissus excitables...... 12 2. 2. Régulation nerveuse et humorale des fonctions...... 14 2. 3. Mécanisme réflexe du système nerveux...... 15 2. 4. Homéostasie...... 16 2. 5 L'apparition de l'excitation et sa mise en œuvre.. .... 17 3. Système nerveux...... 21 3. 1. Fonctions de base du système nerveux central...... 21 3. 2. Fonctions de base et interactions des neurones...... 21 3. 3. Caractéristiques de l'activité des centres nerveux...... 25 3. 4. Coordination de l'activité du système nerveux central...... 29 3 5. Fonctions de la moelle épinière et des parties sous-corticales du cerveau...... 33 3. 6. Système nerveux autonome...... 39 3. 7. Système limbique...... 43 3. 8. Fonctions du cortex cérébral...... 43 4. Activité nerveuse supérieure...... 49 4. 1. Conditions de formation et types de réflexes conditionnés...... 49 4. 2. Externes et inhibition interne des réflexes conditionnés...... 52 4. 3. Stéréotype dynamique...... 52 4. 4. Types d'activité nerveuse supérieure, premier et deuxième système de signalisation...... 53 5. Neuromusculaire appareils...... 55 5. 1. Organisation fonctionnelle des muscles squelettiques...... 55 5. 2. Mécanismes de contraction et de relaxation des fibres musculaires...... 57 5. 3. Simple et tétanique contraction. Électromyogramme...... 60 5. 4. Bases morphofonctionnelles de la force musculaire...... 63 5. 5. Modes de fonctionnement musculaire...... 67 5. 6. Énergie de contraction musculaire...... ... 68 6. ​​​​Mouvements volontaires...... 71 6. 1. Principes de base de l'organisation du mouvement...... 71 6. 2. Le rôle des différentes parties du système nerveux central dans la régulation des réactions posturales-toniques...... 75 6. 3. Le rôle des différentes parties du système nerveux central dans la régulation des mouvements...... 77 6. 4. Les systèmes moteurs descendants..... 81 7. Systèmes sensoriels...... 83 7. 1. Plan général d'organisation et fonctions des systèmes sensoriels...... 83 7. 2. Classification et mécanismes d'excitation des récepteurs...... 84 7. 3. Propriétés des récepteurs...... 86 7. 4. Codage de l'information...... 87 7. 5. Système sensoriel visuel...... 88 7. 6. Système sensoriel auditif....... 88 7. 6. Système sensoriel auditif. ..... 93 7. 7. Système sensoriel vestibulaire...... 96 7. 8. Système sensoriel moteur ...... 99 7. 9. Systèmes sensoriels de la peau, des organes internes, du goût et de l'odorat . ....... 102 7. 10. Traitement, interaction et signification des informations sensorielles...... 105 8. Sang...... 109 8. 1. Composition, volume et fonctions du sang.... .. 110 8. 2. Éléments formés du sang...... 112 8. 3. Propriétés physico-chimiques du plasma sanguin...... 116 8. 4. Coagulation sanguine et transfusion...... 118 8. 5 Régulation du système sanguin...... 121 9. Circulation sanguine...... 123 9. 1. Le cœur et ses propriétés physiologiques...... 123 9. 2. Mouvement sanguin...... 123 9. 2. Mouvement sanguin...... à travers les vaisseaux (hémodynamique)... .... 128 9. 3. Régulation du système cardiovasculaire...... 132 10. Respiration...... 136 10. 1. Respiration externe.... .. 136 10. 2. Échange de gaz dans les poumons et leur transport par le sang...... 139 10. 3. Régulation de la respiration...... 143 11. Digestion...... 145 11 1. Caractéristiques générales des processus digestifs...... 145 11. 2. Digestion dans diverses parties du tractus gastro-intestinal...... 147 11. 3. Absorption des produits de digestion des aliments...... 153 12. Métabolisme et énergie...... 155 12. 1. Métabolisme des protéines...... 155 12. 2. Métabolisme des glucides...... 156 12. 3. Métabolisme des lipides...... 157 12. 4. Échange d'eau et de sels minéraux.... .. 159 12. 5. Échange d'énergie...... 160 12. 6. Régulation du métabolisme et de l'énergie....... 163 13. Excrétion ...... 165 13. 1. Caractéristiques générales des processus excréteurs ...... 165 13. 2. Les reins et leurs fonctions...... 165 13. 3. Le processus de formation de l'urine et sa régulation ...... 168 13. 4. Fonction homéostatique des reins..... 170 13. 5. Miction et miction...... 170 13. 6. Transpiration...... 171 14. Échange de chaleur...... 173 14. 1. Température du corps humain et isothermie... .... 173 14. 2. Mécanismes de génération de chaleur...... 174 14. 3. Mécanismes de transfert de chaleur.. .... 176 14. 4. Régulation de l'échange thermique...... 177 15. Sécrétion interne.. .... 178 15. 1. Caractéristiques générales du système endocrinien...... 178 15. 2. Fonctions des glandes endocrines..... 181 15. 3. Modifications des fonctions endocriniennes dans diverses conditions..... 192 Partie II. PHYSIOLOGIE DU SPORT...... 198 Section I. PHYSIOLOGIE GÉNÉRALE DU SPORT...... 198 1. Physiologie du sport - une discipline pédagogique et scientifique...... 199 1. 1. Physiologie du sport, son contenu et ses objectifs ..... 199 1. 2. Le Département de Physiologie et son rôle dans la formation et le développement de la physiologie du sport...... 201 1. 3. Etat et perspectives de développement de la physiologie du sport.... ... 206 2. Adaptation aux charges physiques et capacités de réserve du corps...... 210 2. 1. Dynamique des fonctions corporelles pendant l'adaptation et ses étapes...... 211 2. 2. Caractéristiques physiologiques de adaptation à l'activité physique. ..... 215 2. 3. Adaptation urgente et à long terme à l'activité physique...... 217 2. 4. Système d'adaptation fonctionnelle...... 221 2. 5. La notion de réserves physiologiques du corps... ... 224 3. États fonctionnels des athlètes...... 226 3. 1. Caractéristiques générales des états fonctionnels...... 226 3. 2. Modèles physiologiques de développement des états fonctionnels...... 226 3. 2. Modèles physiologiques de développement des états fonctionnels... ...... 229 3. 3 Types d'états fonctionnels...... 231 4. Modifications fonctionnelles du corps pendant l'activité physique...... 237 4. 1. Modifications des fonctions de divers organes et systèmes du corps...... 237 4. 2. Changements fonctionnels sous des charges de puissance constante...... 240 4. 3. Changements fonctionnels sous des charges de puissance variable...... 241 4. 4 Signification appliquée des changements fonctionnels pour évaluer la performance des athlètes...... 243 5. Caractéristiques physiologiques des états du corps pendant l'activité sportive...... 244 5. 1. Le rôle des émotions pendant l'activité sportive.. .... 244 5. 2. États de pré-démarrage...... 247 5. 3. Échauffement et échauffement ...... 250 5. 4. État d'équilibre pendant les exercices cycliques.... ... 252 5. 5. États particuliers du corps lors d'exercices acycliques, statiques et à puissance variable....... 253 6. Performance physique d'un athlète ...... 254 6. 1. La notion de performance physique et approches méthodologiques de sa définition...... 255 6. 2. Principes et méthodes de test de la performance physique...... 257 6. 3. Communication de la performance physique en mettant l'accent sur le processus d'entraînement sportif. ....... 262 6. 4. Réserves de performance physique...... 264 7. Bases physiologiques de la fatigue chez les sportifs...... 269 7. 1. Définition et mécanismes physiologiques de développement de la fatigue... ... 269 7. 2. Facteurs de fatigue et état des fonctions corporelles...... 273 7. 3. Caractéristiques de la fatigue lors de divers types d'activité physique...... 275 7. 4. Pré- fatigue, fatigue chronique et surmenage...... 278 8. Caractéristiques physiologiques des processus de récupération...... 281 8. 1. Caractéristiques générales des processus de récupération...... 281 8. 2. Mécanismes physiologiques de processus de récupération... ... 283 8. 3. Schémas physiologiques des processus de récupération...... 285 8. 4. Mesures physiologiques pour augmenter l'efficacité de la récupération...... 288 Section II. PHYSIOLOGIE DU SPORT PRIVÉ...... 291 9. Classification physiologique et caractéristiques des exercices physiques...... 291 9. 1. Divers critères de classification des exercices. ....... 292 9. 2. Classification moderne des exercices physiques...... 293 9. 3. Caractéristiques physiologiques des poses sportives et des charges statiques....... 294 9. 4. Caractéristiques physiologiques des normes mouvements cycliques et acycliques ...... 298 9. 5. Caractéristiques physiologiques des mouvements non standard...... 303 10. Mécanismes physiologiques et modèles de développement des qualités physiques...... 305 10. 1 Formes de manifestation, mécanismes et réserves pour le développement de la force ...... 306 10. 2. Formes de manifestation, mécanismes et réserves pour le développement de la vitesse...... 310 10. 3. Formes de manifestation , mécanismes et réserves pour le développement de l'endurance...... 313 10. 4. Concept d'agilité et de flexibilité. Mécanismes et modèles de leur développement...... 318 11. Mécanismes physiologiques et modèles de formation des habiletés motrices...... 320 11. 1. Habiletés motrices, compétences et méthodes de leur recherche...... 320 11. 2 Mécanismes physiologiques de la formation de la motricité...... 321 11. 3. Schémas physiologiques et étapes de la formation de la motricité...... 324 11. 4. Fondements physiologiques de l'amélioration de la motricité ...... 330 12. Bases physiologiques du développement de la condition physique...... 333 12. 1. Caractéristiques physiologiques de l'entraînement et de l'état de condition physique...... 334 12. 2. Test de la préparation fonctionnelle des athlètes à repos...... 336 12. 3. Test de la préparation fonctionnelle des athlètes sous des charges standard et extrêmes...... 339 12. 4. Caractéristiques physiologiques du surentraînement et du surmenage...... 343 13. Performance sportive dans des conditions environnementales particulières...... 346 13. 1. L'influence de la température et de l'humidité de l'air sur la performance sportive...... 346 13. 2. Performance sportive dans des conditions de pression barométrique modifiée.... .. 348 13. 3. Performance sportive dans des conditions climatiques changeantes..... 353 13. 4. Modifications physiologiques du corps pendant la natation.... 355 14. Fondements physiologiques de l'entraînement sportif pour les femmes.... .. 357 14. 1. Caractéristiques morphofonctionnelles du corps féminin...... 357 14. 2. Modifications des fonctions corporelles pendant l'entraînement...... 365 14. 3. L'influence du cycle biologique sur la performance des femmes...... 370 14. 4. Individualisation du processus d'entraînement, en tenant compte des phases du cycle biologique...... 373 15. Caractéristiques physiologiques et génétiques de la sélection sportive...... 375 15. 1. Approche physiologico-génétique des enjeux de sélection sportive...... 376 15. 2. Influences héréditaires sur les caractéristiques morpho-fonctionnelles et les qualités physiques d'une personne...... 378 15. 3. Prise en compte des caractéristiques physiologiques et génétiques d'une personne dans la sélection sportive...... 383 15. 4. Signification du choix génétiquement adéquat et inadéquat d'une activité sportive et de la dominance sensorimotrice...... 390 15. 5. Utilisation de marqueurs génétiques pour rechercher des athlètes hautement et rapidement entraînés...... 395 16 L'influence du génome sur l'état fonctionnel, la performance et la santé des sportifs.. .... 398 16. 1. Stockage, transmission de l'information héréditaire et décodage du génome..... 398 16. 2. Marqueurs génétiques de l'ADN..... 398 16. 2. Marqueurs génétiques de l'ADN dans le sport.... 402 16. 3. Dopage génétique dans le sport.. .... 405 16. 4. Détection du dopage....... 415 16. 5. Risque pour la santé....... 417 17. Fondements physiologiques de la culture physique améliorant la santé...... 421 17. 1. Le rôle de la culture physique dans les conditions de la vie moderne...... 422 17. 2. Hypokinésie, inactivité physique et leur influence sur le corps humain...... 425 17. 3. Les principales formes de culture physique améliorant la santé et leur influence sur l'état fonctionnel du corps ...... 428 Partie III. ÂGE PHYSIOLOGIE...... 435 1. Schémas physiologiques généraux de croissance et de développement du corps humain...... 435 1. 1. Périodisation et hétérochronicité du développement...... 435 1. 2. Sensible périodes... ... 438 1. 3. L'influence de l'hérédité et de l'environnement sur le développement du corps...... 441 1. 4. Accélération d'époque et individuelle, âge biologique et passeport...... 444 2. Caractéristiques physiologiques du corps des enfants d'âge préscolaire et primaire et leur adaptation à l'activité physique...... 448 2. 1. Développement du système nerveux central, de l'activité nerveuse supérieure et des systèmes sensoriels..... 448 2. 2. Développement physique et système musculo-squelettique ...... 456 2. 3. Caractéristiques du sang, de la circulation et de la respiration...... 457 2. 4. Caractéristiques de la digestion, du métabolisme et de l'énergie. .... 461 2. 5. Caractéristiques de la thermorégulation, des processus de sécrétion et de l'activité des glandes endocrines...... 462 2. 6. Caractéristiques physiologiques de l'adaptation des enfants d'âge préscolaire et primaire à l'activité physique... ... 466 3. Caractéristiques physiologiques du corps des enfants d'âge scolaire et leur adaptation à l'activité physique...... 488 3. 1. Développement du système nerveux central, de l'activité nerveuse supérieure et des systèmes sensoriels. ..... 489 3. 2. Développement physique et système musculo-squelettique... ... 494 3. 3. Caractéristiques du sang, de la circulation et de la respiration...... 497 3. 4. Caractéristiques de la digestion, de l'excrétion et du système endocrinien...... 500 3. 5. Caractéristiques de la thermorégulation, du métabolisme...... 500 3. 5. Caractéristiques de la thermorégulation, du métabolisme et énergie ...... 506 3. 6. Caractéristiques physiologiques de l'adaptation des enfants d'âge scolaire du collège et du lycée à l'activité physique...... 508 4. Caractéristiques physiologiques d'un cours d'éducation physique à l'école.... .. 530 4. 1. Justification physiologique du rationnement de l'activité physique pour les enfants d'âge scolaire...... 530 4. 2. Modifications des fonctions corporelles des écoliers lors d'un cours d'éducation physique...... 533 4. 3 L'influence des cours d'éducation physique sur le développement physique, fonctionnel, les performances et l'état de santé des écoliers...... 536 4. 4. Contrôle physiologique et pédagogique des cours d'éducation physique et critères physiologiques de restauration du corps des écoliers. ....... 543 5. Caractéristiques physiologiques du corps des personnes matures et âgées et leur adaptation à l'activité physique...... 548 5. 1. Vieillissement, espérance de vie, réactions adaptatives et réactivité du corps... ... 549 5. 2. Caractéristiques liées à l'âge du système musculo-squelettique, des systèmes autonome et sensoriel..... 553 5. 3. Caractéristiques liées à l'âge des systèmes de régulation....... 557 5. 4. Physiologique caractéristiques d'adaptation des personnes matures et âgées à l'activité physique.... 561 6. Caractéristiques physiologiques du traitement de l'information chez les athlètes d'âges différents..... 573 6. 1. L'importance des processus de traitement de l'information pour le sport et leur âge -caractéristiques liées...... 573 6. 2. Fondements physiologiques des processus de perception, de prise de décision et de programmation de réponse...... 575 6 3. Vitesse et efficacité de la réflexion tactique. Bande passante cérébrale...... 579 6. 4. Immunité au bruit des athlètes, ses caractéristiques liées à l'âge...... 582 7. Asymétries fonctionnelles des athlètes d'âges différents....... 583 7. 1. Asymétries motrices chez l'homme, ses caractéristiques d'âge...... 583 7. 2. Asymétries sensorielles et mentales. Profil d'asymétrie individuel...... 586 7. 3. Manifestation de l'asymétrie fonctionnelle chez les athlètes...... 589 7. 4. Bases physiologiques de la gestion du processus d'entraînement prenant en compte l'asymétrie fonctionnelle...... 593 8 Bases physiologiques caractéristiques typologiques individuelles des athlètes et leur développement dans l'ontogenèse...... 595 8. 1. Caractéristiques typologiques individuelles d'une personne...... 596 8. 2. Développement des caractéristiques typologiques dans l'ontogenèse. ....... 598 8. 3. Caractéristiques typologiques individuelles des athlètes et leur prise en compte dans le processus d'entraînement...... 601 8. 4. Caractéristiques typologiques individuelles des biorythmes et leur influence sur la performance humaine...... 604 CONCLUSION...... 609

Éditeur : "Sports" (2015)

Alexeï Solodkov, Elena Sologoub

Physiologie humaine. Général. Des sports. Âge

Manuel pour les établissements d'enseignement supérieur de culture physique. 7ème édition

Approuvé par le ministère de la Culture physique et des Sports de la Fédération de Russie comme manuel pour les établissements d'enseignement supérieur de culture physique

La publication a été préparée au Département de physiologie de l'Université nationale d'État de culture physique, de sport et de santé. P. F. Lesgafta, Saint-Pétersbourg

Réviseurs :

V. I. Koulechov, docteur méd. sciences, prof. (VmedA du nom de S.M. Kirov)

I.M. Kozlov, Docteur en biologie et docteur en pédiatrie. sciences, prof. (NSU du nom de P.F. Lesgaft, Saint-Pétersbourg)

© Solodkov A.S., Sologub E.B., 2001, 2005, 2008, 2015, 2017

© Publication, LLC Maison d'édition "Sport", 2017

Alexeï Sergueïevitch Solodkov – Professeur du Département de physiologie de l'Université nationale d'État de culture physique, de sport et de santé. P. F. Lesgafta (chef du département pendant 25 ans, 1986-2012).

Scientifique émérite de la Fédération de Russie, académicien de l'Académie des sciences et des arts Petrovsky, travailleur honoraire de l'enseignement professionnel supérieur de la Fédération de Russie, président de la section « Physiologie du sport » et membre du conseil d'administration de la Société physiologique de Saint-Pétersbourg nommé après. I.M. Sechenov.

Sologub Elena Borisovna – Docteur en sciences biologiques, professeur. Depuis 2002, il vit à New York (USA).

Au Département de Physiologie de l'Université Nationale d'État de Culture Physique, Sports et Santé. P.F. Lesgafta a travaillé depuis 1956, de 1986 à 2002 - en tant que professeur du département. Elle a été élue académicien de l'Académie russe des sciences médicales et techniques, travailleuse honoraire de l'enseignement supérieur en Russie, membre du conseil d'administration de la Société des physiologistes, biochimistes et pharmacologues de Saint-Pétersbourg. I.M. Sechenov.

Préface

La physiologie humaine constitue la base théorique de nombreuses disciplines pratiques (médecine, psychologie, pédagogie, biomécanique, biochimie, etc.). Sans comprendre le déroulement normal des processus physiologiques et les constantes qui les caractérisent, divers spécialistes ne peuvent pas évaluer correctement l'état fonctionnel du corps humain et ses performances dans diverses conditions de fonctionnement. La connaissance des mécanismes physiologiques de régulation de diverses fonctions corporelles est importante pour comprendre le déroulement des processus de récupération pendant et après un travail musculaire intense.

En révélant les mécanismes fondamentaux qui assurent l'existence d'un organisme entier et son interaction avec l'environnement, la physiologie permet de clarifier et d'étudier les conditions et la nature des changements dans l'activité des divers organes et systèmes au cours du processus d'ontogenèse humaine. La physiologie est la science qui réalise approche systémique dans l'étude et l'analyse des diverses relations intra- et intersystémiques du corps humain complexe et leur réduction en formations fonctionnelles spécifiques et une image théorique unifiée.

Il est important de souligner que les chercheurs nationaux jouent un rôle important dans le développement des concepts scientifiques physiologiques modernes. La connaissance de l'histoire de toute science est une condition préalable nécessaire pour une compréhension correcte de la place, du rôle et de l'importance de la discipline dans le contenu du statut socio-politique de la société, de son influence sur cette science, ainsi que de l'influence de la science. et ses représentants sur le développement de la société. Par conséquent, l'examen du chemin historique de développement des différentes sections de la physiologie, la mention de ses représentants les plus éminents et l'analyse de la base des sciences naturelles sur laquelle les concepts et idées de base de cette discipline ont été formés permettent d'évaluer l'état actuel de la sujet et déterminer ses autres orientations prometteuses.

La science physiologique en Russie aux XVIIIe et XIXe siècles est représentée par une galaxie de brillants scientifiques - I. M. Sechenov, F. V. Ovsyannikov, A. Ya. Danilevsky, A. F. Samoilov, I. R. Tarkhanov, N. E. Vvedensky et etc. Mais seuls I. M. Sechenov et I. P. Pavlov méritent le mérite d'avoir créé de nouvelles orientations non seulement en russe, mais aussi dans la physiologie mondiale.

La physiologie en tant que discipline indépendante a commencé à être enseignée en 1738 à l'Université académique (plus tard de Saint-Pétersbourg). L'Université de Moscou, fondée en 1755, a également joué un rôle important dans le développement de la physiologie, où le Département de physiologie a été ouvert au sein de sa structure en 1776.

En 1798, l'Académie médico-chirurgicale (médecine militaire) a été fondée à Saint-Pétersbourg, qui a joué un rôle exceptionnel dans le développement de la physiologie humaine. Le département de physiologie créé sous sa direction fut successivement dirigé par P. A. Zagorsky, D. M. Vellansky, N. M. Yakubovich, I. M. Sechenov, I. F. Tsion, F. V. Ovsyannikov, I. R. Tarkhanov, I. P. Pavlov, L. A. Orbeli, A. V. Lebedinsky, M.P. Brestkin et d'autres représentants éminents de la science physiologique. Derrière chaque nom se cachent des découvertes en physiologie d’importance mondiale.

La physiologie a été incluse dans le programme des universités d'éducation physique dès les premiers jours de leur organisation. Aux cours supérieurs d'éducation physique créés par P. F. Lesgaft en 1896, un bureau de physiologie fut immédiatement ouvert, dont le premier directeur fut l'académicien I. R. Tarkhanov. Au cours des années suivantes, la physiologie a été enseignée ici par 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 et autres.

Le développement rapide de la physiologie et l'accélération des progrès scientifiques et technologiques dans le pays ont conduit à l'émergence dans les années 30 du 20e siècle d'une nouvelle section indépendante de la physiologie humaine - la physiologie du sport, bien que des travaux individuels consacrés à l'étude des fonctions corporelles pendant l'activité physique ont été publiées à la fin du XIXe siècle (IO. Rozanov, S. S. Gruzdev, Yu. V. Blazhevich, P. K. Gorbatchev, etc.). Il convient de souligner que la recherche et l'enseignement systématiques de la physiologie du sport ont commencé dans notre pays plus tôt qu'à l'étranger et étaient plus ciblés. À propos, nous notons que ce n'est qu'en 1989 que l'Assemblée générale de l'Union internationale des sciences physiologiques a décidé de créer une commission « Physiologie du sport », bien que des commissions et sections similaires dans le système de l'Académie des sciences de l'URSS, l'URSS Académie des sciences médicales, la All-Union Physiological Society porte son nom. I. P. Pavlova, du Comité national des sports de l'URSS, existe dans notre pays depuis les années 1960.

Les conditions théoriques pour l'émergence et le développement de la physiologie du sport ont été créées par les travaux fondamentaux de I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, N. E. Vvedensky, A. A. Ukhtomsky, I. S. Beritashvili, K. M. Bykov et d'autres. Cependant, l'étude systématique des fondements physiologiques de la culture physique et du sport a commencé bien plus tard. Un mérite particulièrement grand dans la création de cette section de physiologie appartient à L. A. Orbeli et à son élève A. N. Krestovnikov, et il est inextricablement lié à la formation et au développement de l'Université de culture physique. P.F. Lesgaft et son département de physiologie - le premier département de ce type parmi les universités d'éducation physique du pays et du monde.

Après la création en 1919 du Département de Physiologie à l'Institut d'Éducation Physique. P. F. Lesgaft enseignant cette matière réalisé par 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 et d'autres. En 1938, A. N. Krestovnikov a publié le premier « Manuel de physiologie » dans notre du pays et du monde pour les instituts d'éducation physique, et en 1939 – la monographie « Physiologie du sport ». Un rôle important dans le développement ultérieur de l'enseignement de la discipline a été joué par trois éditions du « Textbook of Human Physiology », édité par N.V. Zimkin (1964, 1970, 1975).

Le développement de la physiologie du sport est dû en grande partie à de nombreuses recherches fondamentales et appliquées sur le sujet. Le développement de toute science pose de plus en plus de nouveaux problèmes pratiques aux représentants de nombreuses spécialités, auxquels la théorie ne peut pas toujours et immédiatement apporter une réponse sans ambiguïté. Cependant, comme le notait avec humour D. Crowcroft (1970), « ... la recherche scientifique présente une particularité étrange : elle a l'habitude, tôt ou tard, d'être utile à quelqu'un ou à quelque chose. » L'analyse de l'évolution des domaines pédagogiques et scientifiques de la physiologie du sport confirme clairement cette position.

Les exigences de la théorie et de la pratique de l'éducation physique et de l'entraînement nécessitent que la science physiologique révèle les particularités du fonctionnement du corps, en tenant compte de l'âge des personnes et des schémas de leur adaptation à l'activité musculaire. Les principes scientifiques de l'éducation physique des enfants et des adolescents reposent sur les lois physiologiques de la croissance et du développement humain aux différentes étapes de l'ontogenèse. Dans le processus d'éducation physique, il est nécessaire non seulement d'augmenter la préparation motrice, mais également de former les propriétés et qualités psychophysiologiques nécessaires de l'individu, garantissant sa préparation au travail et à l'activité active dans le monde moderne.

Le manuel a été préparé conformément au nouveau programme de physiologie pour les universités d'éducation physique et aux exigences de la norme nationale d'enseignement professionnel supérieur. Le manuel est destiné aux étudiants de premier cycle, aux étudiants diplômés, aux chercheurs, aux enseignants, aux formateurs et aux médecins travaillant dans le domaine de l'éducation physique.

MÉTHODES DE RECHERCHE PHYSIOLOGIQUE.
La physiologie est une science expérimentale. La connaissance des fonctions et des mécanismes de l’activité du corps repose sur des expériences menées sur des animaux, des observations en clinique et des examens de personnes en bonne santé dans diverses conditions expérimentales. Dans le même temps, par rapport à une personne en bonne santé, des méthodes sont nécessaires qui ne sont pas associées à des dommages à ses tissus et à une pénétration dans le corps - les méthodes dites non invasives.
De manière générale, la physiologie utilise trois méthodes méthodologiques de recherche : l'observation ou la méthode de la « boîte noire », l'expérience aiguë et l'expérience chronique.

Les méthodes de recherche classiques étaient des méthodes d'ablation et des méthodes d'irritation de parties individuelles ou d'organes entiers, principalement utilisées dans des expériences sur des animaux ou lors d'opérations en clinique. Ils ont donné une idée approximative des fonctions des organes et tissus du corps enlevés ou irrités. À cet égard, une méthode progressive pour étudier l'organisme dans son ensemble était la méthode des réflexes conditionnés développée par I. P. Pavlov.

Dans les conditions modernes, les plus courantes sont les méthodes électrophysiologiques qui permettent d'enregistrer les processus électriques sans modifier l'activité actuelle des organes étudiés et sans endommager les tissus tégumentaires - par exemple, l'électrocardiographie, l'électromyographie, l'électroencéphalographie (enregistrement de l'activité électrique du cœur, des muscles et cerveau). Le développement de la radiotélémétrie permet de transmettre ces enregistrements reçus sur des distances considérables, et les technologies informatiques et les programmes spéciaux permettent une analyse subtile des données physiologiques. L'utilisation de la photographie infrarouge (imagerie thermique) permet d'identifier les zones du corps les plus chaudes ou les plus froides observées au repos ou suite à une activité. À l'aide de ce qu'on appelle la tomodensitométrie, sans ouvrir le cerveau, vous pouvez observer ses changements morphofonctionnels à différentes profondeurs. De nouvelles données sur le fonctionnement du cerveau et de certaines parties du corps sont fournies par l'étude des oscillations magnétiques.

CONTENU
Préface 3
Partie I PHYSIOLOGIE GÉNÉRALE 7
1. Introduction. Histoire de la physiologie 7
1.1. Le sujet de la physiologie, son lien avec d'autres sciences et son importance pour la culture physique et le sport 7
1.2. Méthodes de recherche physiologique 8
1.3. Une brève histoire de la physiologie 9
2. Principes généraux de la physiologie et ses concepts de base 10
2.1. Caractéristiques fonctionnelles de base des tissus excitables 11
2.2. Régulation nerveuse et humorale des fonctions 12
2.3. Mécanisme réflexe du système nerveux 13
2.4. Homéostasie 14
2.5. L'émergence de l'excitation et sa mise en œuvre 15
3. Système nerveux 18
3.1. Fonctions de base du système nerveux central 18
3.2. Fonctions de base et interactions des neurones 19
3.3. Caractéristiques de l'activité des centres nerveux 22
3.4. Coordination des activités du système nerveux central 26
3.5. Fonctions de la moelle épinière et des parties sous-corticales du cerveau 30
3.6. Système nerveux autonome 35
3.7. Système limbique 38
3.8. Fonctions du cortex cérébral 39
4. Activité nerveuse supérieure 44
4. 1. Conditions de formation et types de réflexes conditionnés 44
4.2. Inhibition externe et interne des réflexes conditionnés 47
4.3. Stéréotype dynamique 48
4.4.Types d'activité nerveuse supérieure, système de signalisation I et II 48
5. Système neuromusculaire 50
5.1. Organisation fonctionnelle des muscles squelettiques 50
5.2. Mécanismes de contraction et de relaxation des fibres musculaires 52
5.3. Contraction unique et tétanique. Électromyogramme 54
5.4. Bases morphofonctionnelles de la force musculaire 57
5.5. Modes de fonctionnement musculaire 60
5.6. Énergie de contraction musculaire 62
6. Mouvements volontaires 64
6.1. Principes de base de l'organisation du mouvement 64
6.2. Le rôle de diverses parties du système nerveux central dans la régulation des réactions posturales toniques 67
6.3. Le rôle des différentes parties du système nerveux central dans la régulation des mouvements 70
6.4. Systèmes de moteurs descendants 73
7. Systèmes sensoriels 75
7.1. Plan général d'organisation et fonctions des systèmes sensoriels 75
7.2. Classification et mécanismes d'excitation des récepteurs 76
7.3. Propriétés des récepteurs 77
7.4. Codage des informations 79
7.5. Système sensoriel visuel 80
7.6. Système sensoriel auditif 85
7.7. Système sensoriel vestibulaire 87
7.8. Système sensoriel moteur 90
7.9. Systèmes sensoriels de la peau, des organes internes, du goût et de l'odorat 93
7.10. Traitement, interaction et signification des informations sensorielles 95
8. Sang 99
8.1. Composition, volume et fonctions du sang 100
8.2. Éléments sanguins 101
8.3. Propriétés physicochimiques du plasma sanguin 105
8.4. Coagulation sanguine et transfusion 107
8.5. Régulation du système sanguin 110
9. Circulation sanguine 111
9.1. Le cœur et ses propriétés physiologiques 111
9.2. Mouvement du sang dans les vaisseaux (hémodynamique) 116
9.3. Régulation du système cardiovasculaire 120
10. Respiration 123
10.1. Respiration externe 124
10.2. Échange de gaz dans les poumons et leur transfert par le sang 126
10.3. Régulation respiratoire 129
11. Digestion 131
11.1. Caractéristiques générales des processus digestifs 131
11.2. Digestion dans diverses parties du tractus gastro-intestinal 133
11.3. Absorption des produits de digestion des aliments 139
12. Métabolisme et énergie 140
12.1. Métabolisme des protéines 140
12.2. Métabolisme des glucides 141
12.3. Métabolisme lipidique 142
12.4. Échange d'eau et de sels minéraux 143
12.5. Échange d'énergie 145
12.6. Régulation du métabolisme et de l'énergie 147
13. Sélection 149
13.1. Caractéristiques générales des processus excréteurs 149
13.2. Les reins et leurs fonctions 149
13.3. Le processus de formation de l'urine et sa régulation 151
13.4. Fonction rénale homéostatique 153
13.5. Excrétion urinaire et miction 154
13.6. Transpiration 154
14. Échange thermique 156
14.1. Température du corps humain et isothermie 156
14.2. Mécanismes de génération de chaleur 157
14.3. Mécanismes de transfert de chaleur 158
14.4. Régulation du transfert de chaleur 159
15. Sécrétion interne 160
15.1. Caractéristiques générales du système endocrinien 160
15.2. Fonctions des glandes endocrines 163
15.3. Modifications des fonctions endocriniennes dans diverses conditions 173
Partie II PHYSIOLOGIE DU SPORT 178
Section PHYSIOLOGIE GÉNÉRALE DU SPORT 178
1. Physiologie du sport - discipline pédagogique et scientifique 179
1.1. Physiologie du sport, son contenu et ses tâches 179
1.2. Département de physiologie, Académie d'État de culture physique de Saint-Pétersbourg, Kim. P.F. Lesgafta et son rôle dans la formation et le développement de la physiologie du sport 181
1.3. Etat et perspectives de développement de la physiologie du sport 185
2. Adaptation à l'activité physique et capacités de réserve de l'organisme 188
2.1. Dynamique des fonctions corporelles pendant l'adaptation et ses étapes 189
2.2. Caractéristiques physiologiques de l'adaptation à l'activité physique 193
2.3. Adaptation urgente et à long terme à l'activité physique 195
2.4. Système d'adaptation fonctionnelle 198
2.5. La notion de réserves physiologiques de l'organisme, leurs caractéristiques et leur classification 201
3. Modifications fonctionnelles du corps pendant l'activité physique 203
3.1. Modifications des fonctions de divers organes et systèmes du corps 203
3.2. Changements fonctionnels sous charges de puissance constante 205
3.3. Changements fonctionnels sous charges de puissance variable 206
3.4. Importance appliquée des changements fonctionnels pour évaluer la performance des athlètes 208
4. Caractéristiques physiologiques des états du corps lors d’une activité sportive 209
4.1. Le rôle des émotions dans les activités sportives 209
4.2. États préalables au lancement 213
4.3. Échauffement et activation 215
4.4. État d'équilibre pendant les exercices cycliques 217
4.5. Conditions particulières du corps lors d'exercices acycliques, statiques et à puissance variable 218
5. Performance physique d'un athlète 219
5.1. Le concept de performance physique et les approches méthodologiques de sa définition 220
5.2. Principes et méthodes de test des performances physiques 221
5.3. Le lien entre la performance physique et l'orientation du processus d'entraînement dans le sport 227
5.4. Réserves de performance physique 228
6. Bases physiologiques de la fatigue chez les sportifs 233
6.1. Définition et mécanismes physiologiques du développement de la fatigue 233
6.2. Facteurs de fatigue et état des fonctions corporelles 236
6.3. Caractéristiques de la fatigue lors de divers types d'activité physique 239
6.4. Pré-fatigue, fatigue chronique et surmenage 241
7. Caractéristiques physiologiques des processus de récupération 243
7.1. Caractéristiques générales des processus de valorisation 244
7.2. Mécanismes physiologiques des processus de récupération 246
7.3. Modèles physiologiques des processus de récupération 248
7.4. Mesures physiologiques pour augmenter l'efficacité de la récupération 250
Section II PHYSIOLOGIE DU SPORT PRIVÉ 253
8. Classification physiologique et caractéristiques des exercices physiques 253
8.1. Divers critères de classification des exercices 253
8.2. Classification moderne des exercices physiques 254
8.3. Caractéristiques physiologiques des poses sportives et des charges statiques 256
8.4. Caractéristiques physiologiques des mouvements cycliques et acycliques standards 259
8.5. Caractéristiques physiologiques des mouvements non standards 263
9. Mécanismes physiologiques et modèles de développement des qualités physiques 266
9.1. Formes de manifestation, mécanismes de développement de la force 266
9.2. Formes de manifestation, mécanismes et réserves pour le développement de la vitesse 270
9.3. Formes de manifestation, mécanismes et réserves pour le développement de l'endurance 273
9.4. La notion de dextérité et de flexibilité ; mécanismes et modèles de leur développement 278
10. Mécanismes physiologiques et modèles de formation de la motricité 279
10.1. Capacités motrices, compétences et méthodes de leur recherche 279
110.2. Mécanismes physiologiques de formation de la motricité 280
10.3. Modèles physiologiques et étapes de formation des capacités motrices 283
10.4. Base physiologique pour améliorer la motricité 289
11. Base physiologique du développement de la condition physique 292
11.1. Caractéristiques physiologiques de l'entraînement et état de condition physique 292
11.2. Tester la préparation fonctionnelle des athlètes au repos 294
11.3. Tester la préparation fonctionnelle des athlètes sous des charges standard et extrêmes 297
11.4. Caractéristiques physiologiques du surentraînement et du surmenage 300
12. Performance sportive dans des conditions environnementales particulières 303
12.1. L'influence de la température et de l'humidité sur les performances sportives 303
12.2. Performance sportive dans des conditions de pression barométrique altérée 305
12.3. Performance sportive lors de conditions climatiques changeantes 309
12.4. Changements physiologiques dans le corps pendant la natation 310
13. Bases physiologiques de l'entraînement sportif des femmes 313
13.1. Caractéristiques morphofonctionnelles du corps féminin 313
13.2. Modifications des fonctions corporelles pendant l'entraînement 320
13.3. L’influence du cycle biologique sur la performance des femmes 324
13.4. Individualisation du processus de formation en tenant compte des phases du cycle biologique 327
14. Caractéristiques physiologiques et génétiques de la sélection sportive 329
14.1. Approche physiologique-génétique des enjeux de sélection sportive 330
14.2. Influences héréditaires sur les caractéristiques morphofonctionnelles et les qualités physiques d'une personne 332
14.3. Prise en compte des caractéristiques physiologiques et génétiques d'une personne en sélection sportive 336
14.4. L'importance d'un choix génétiquement adéquat et inadéquat de spécialisation sportive, de style d'activité compétitive et de dominance sensorimotrice 343
14.5. Utiliser des marqueurs génétiques pour trouver des athlètes hautement et rapidement entraînés 347
15. Fondements physiologiques de la culture physique améliorant la santé 350
15.1. Le rôle de la culture physique dans la vie moderne 350
15.2. Hypokinésie, sédentarité et leurs effets sur le corps humain 353
15.3. Stress neuropsychique, monotonie d'activité et leur impact sur le corps humain 355
15.4. Les principales formes de culture physique améliorant la santé et leur influence sur l’état fonctionnel du corps.358
Partie III PHYSIOLOGIE DE L'ÂGE 364
1. Modèles physiologiques généraux de croissance et de développement du corps humain 364
1.1. Périodisation et hétérochronicité du développement 364
1.2. Périodes sensibles 366
1.3. L'influence de l'hérédité et de l'environnement sur le développement de l'organisme 369
1.4. L'accélération est historique et individuelle, biologique et d'âge du passeport 371
2. Caractéristiques physiologiques du corps des enfants d'âge préscolaire et primaire et leur adaptation à l'activité physique 375
2.1. Développement du système nerveux central, de l'activité nerveuse supérieure et des systèmes sensoriels 375
2.2. Développement physique et système musculo-squelettique 382
2.3. Caractéristiques du sang, de la circulation et de la respiration 383
2.4. Caractéristiques de la digestion, du métabolisme et de l'énergie 386
2.5. Caractéristiques de la thermorégulation, processus de sécrétion et activité des glandes endocrines 388
2.6. Caractéristiques physiologiques de l’adaptation des enfants d’âge préscolaire et primaire à l’activité physique.391
3. Caractéristiques physiologiques du corps des enfants d'âge collégial et lycéen et leur adaptation à l'activité physique 411
3.1. Développement du système nerveux central, de l'activité nerveuse supérieure et des systèmes sensoriels 411
3.2. Développement physique et système musculo-squelettique 416
3.3. Caractéristiques du sang, de la circulation, de la respiration 419
3.4. Caractéristiques de la digestion, de l'excrétion et du système endocrinien 422
3.5. Caractéristiques de la thermorégulation, du métabolisme et de l'énergie 427
3.6. Caractéristiques physiologiques de l'adaptation des enfants d'âge collégial et secondaire à l'activité physique 429
4. Caractéristiques physiologiques d'un cours d'éducation physique à l'école 448
4.1. Justification physiologique du rationnement de l’activité physique chez les enfants d’âge scolaire 449
4.2. Modifications des fonctions corporelles des écoliers lors d'un cours d'éducation physique 451
4.3. L'influence des cours d'éducation physique sur le développement physique, fonctionnel, les performances des écoliers et leur santé 453
4.4. Contrôle physiologique et pédagogique des cours d'éducation physique et critères physiologiques de restauration du corps des écoliers 460
5. Caractéristiques physiologiques du corps des personnes mûres et âgées et leur adaptation à l'activité physique 465
5.1. Vieillissement, espérance de vie, réactions adaptatives et réactivité de l'organisme 465
5.2. Caractéristiques liées à l'âge du système musculo-squelettique, des systèmes autonome et sensoriel 468
5.3. Caractéristiques liées à l'âge des systèmes de réglementation 473
5.4. Caractéristiques physiologiques de l'adaptation des personnes matures et âgées à l'activité physique 476
6. Caractéristiques physiologiques du traitement de l'information chez les athlètes d'âges différents 487
6.1. L'importance des processus de traitement de l'information pour le sport et leurs caractéristiques liées à l'âge 487
6.2. Bases physiologiques des processus de perception, de prise de décision et de programmation des actions de réponse 489
6.3. Rapidité et efficacité de la réflexion tactique. Bande passante cérébrale 492
6.4. Immunité au bruit des athlètes, ses caractéristiques d'âge 495
7. Asymétries fonctionnelles des athlètes d'âges différents 496
7.1. Asymétries motrices chez l'homme, leurs caractéristiques liées à l'âge 496
7.2. Asymétries sensorielles et mentales. Profil d'asymétrie individuel 498
7.3. Manifestation d'asymétrie fonctionnelle chez les athlètes 501
7.4. Bases physiologiques de la gestion des processus de formation prenant en compte l'asymétrie fonctionnelle 505
8. Bases physiologiques des caractéristiques typologiques individuelles des athlètes et de leur développement dans l'ontogenèse.507
8.1. Caractéristiques typologiques individuelles d'une personne 508
8.2. Développement des caractéristiques typologiques de l'ontogenèse 510
8.3. Caractéristiques typologiques individuelles des athlètes et leur prise en compte dans le processus de formation 512
8.4. Caractéristiques typologiques individuelles des biorythmes et leur impact sur la performance humaine 515
Conclusion 520.

Manuel pour les établissements d'enseignement supérieur de culture physique. 7ème édition

Approuvé par le ministère de la Culture physique et des Sports de la Fédération de Russie comme manuel pour les établissements d'enseignement supérieur de culture physique

La publication a été préparée au Département de physiologie de l'Université nationale d'État de culture physique, de sport et de santé. P. F. Lesgafta, Saint-Pétersbourg

Réviseurs :

V. I. Koulechov, docteur méd. sciences, prof. (VmedA du nom de S.M. Kirov)

I.M. Kozlov, Docteur en biologie et docteur en pédiatrie. sciences, prof. (NSU du nom de P.F. Lesgaft, Saint-Pétersbourg)

© Solodkov A.S., Sologub E.B., 2001, 2005, 2008, 2015, 2017

© Publication, LLC Maison d'édition "Sport", 2017

Alexeï Sergueïevitch Solodkov – Professeur du Département de physiologie de l'Université nationale d'État de culture physique, de sport et de santé. P. F. Lesgafta (chef du département pendant 25 ans, 1986-2012).

Scientifique émérite de la Fédération de Russie, académicien de l'Académie des sciences et des arts Petrovsky, travailleur honoraire de l'enseignement professionnel supérieur de la Fédération de Russie, président de la section « Physiologie du sport » et membre du conseil d'administration de la Société physiologique de Saint-Pétersbourg nommé après. I.M. Sechenov.

Sologub Elena Borisovna – Docteur en sciences biologiques, professeur. Depuis 2002, il vit à New York (USA).

Au Département de Physiologie de l'Université Nationale d'État de Culture Physique, Sports et Santé. P.F. Lesgafta a travaillé depuis 1956, de 1986 à 2002 - en tant que professeur du département. Elle a été élue académicien de l'Académie russe des sciences médicales et techniques, travailleuse honoraire de l'enseignement supérieur en Russie, membre du conseil d'administration de la Société des physiologistes, biochimistes et pharmacologues de Saint-Pétersbourg. I.M. Sechenov.

La physiologie humaine constitue la base théorique de nombreuses disciplines pratiques (médecine, psychologie, pédagogie, biomécanique, biochimie, etc.). Sans comprendre le déroulement normal des processus physiologiques et les constantes qui les caractérisent, divers spécialistes ne peuvent pas évaluer correctement l'état fonctionnel du corps humain et ses performances dans diverses conditions de fonctionnement. La connaissance des mécanismes physiologiques de régulation de diverses fonctions corporelles est importante pour comprendre le déroulement des processus de récupération pendant et après un travail musculaire intense.

En révélant les mécanismes fondamentaux qui assurent l'existence d'un organisme entier et son interaction avec l'environnement, la physiologie permet de clarifier et d'étudier les conditions et la nature des changements dans l'activité des divers organes et systèmes au cours du processus d'ontogenèse humaine. La physiologie est la science qui réalise approche systémique dans l'étude et l'analyse des diverses relations intra- et intersystémiques du corps humain complexe et leur réduction en formations fonctionnelles spécifiques et une image théorique unifiée.

Il est important de souligner que les chercheurs nationaux jouent un rôle important dans le développement des concepts scientifiques physiologiques modernes. La connaissance de l'histoire de toute science est une condition préalable nécessaire pour une compréhension correcte de la place, du rôle et de l'importance de la discipline dans le contenu du statut socio-politique de la société, de son influence sur cette science, ainsi que de l'influence de la science. et ses représentants sur le développement de la société. Par conséquent, l'examen du chemin historique de développement des différentes sections de la physiologie, la mention de ses représentants les plus éminents et l'analyse de la base des sciences naturelles sur laquelle les concepts et idées de base de cette discipline ont été formés permettent d'évaluer l'état actuel de la sujet et déterminer ses autres orientations prometteuses.

La science physiologique en Russie aux XVIIIe et XIXe siècles est représentée par une galaxie de brillants scientifiques - I. M. Sechenov, F. V. Ovsyannikov, A. Ya. Danilevsky, A. F. Samoilov, I. R. Tarkhanov, N. E. Vvedensky et etc. Mais seuls I. M. Sechenov et I. P. Pavlov méritent le mérite d'avoir créé de nouvelles orientations non seulement en russe, mais aussi dans la physiologie mondiale.

La physiologie en tant que discipline indépendante a commencé à être enseignée en 1738 à l'Université académique (plus tard de Saint-Pétersbourg). L'Université de Moscou, fondée en 1755, a également joué un rôle important dans le développement de la physiologie, où le Département de physiologie a été ouvert au sein de sa structure en 1776.

En 1798, l'Académie médico-chirurgicale (médecine militaire) a été fondée à Saint-Pétersbourg, qui a joué un rôle exceptionnel dans le développement de la physiologie humaine. Le département de physiologie créé sous sa direction fut successivement dirigé par P. A. Zagorsky, D. M. Vellansky, N. M. Yakubovich, I. M. Sechenov, I. F. Tsion, F. V. Ovsyannikov, I. R. Tarkhanov, I. P. Pavlov, L. A. Orbeli, A. V. Lebedinsky, M.P. Brestkin et d'autres représentants éminents de la science physiologique. Derrière chaque nom se cachent des découvertes en physiologie d’importance mondiale.

La physiologie a été incluse dans le programme des universités d'éducation physique dès les premiers jours de leur organisation. Aux cours supérieurs d'éducation physique créés par P. F. Lesgaft en 1896, un bureau de physiologie fut immédiatement ouvert, dont le premier directeur fut l'académicien I. R. Tarkhanov. Au cours des années suivantes, la physiologie a été enseignée ici par 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 et autres.

Le développement rapide de la physiologie et l'accélération des progrès scientifiques et technologiques dans le pays ont conduit à l'émergence dans les années 30 du 20e siècle d'une nouvelle section indépendante de la physiologie humaine - la physiologie du sport, bien que des travaux individuels consacrés à l'étude des fonctions corporelles pendant l'activité physique ont été publiées à la fin du XIXe siècle (IO. Rozanov, S. S. Gruzdev, Yu. V. Blazhevich, P. K. Gorbatchev, etc.). Il convient de souligner que la recherche et l'enseignement systématiques de la physiologie du sport ont commencé dans notre pays plus tôt qu'à l'étranger et étaient plus ciblés. À propos, nous notons que ce n'est qu'en 1989 que l'Assemblée générale de l'Union internationale des sciences physiologiques a décidé de créer une commission « Physiologie du sport », bien que des commissions et sections similaires dans le système de l'Académie des sciences de l'URSS, l'URSS Académie des sciences médicales, la All-Union Physiological Society porte son nom. I. P. Pavlova, du Comité national des sports de l'URSS, existe dans notre pays depuis les années 1960.

Les conditions théoriques pour l'émergence et le développement de la physiologie du sport ont été créées par les travaux fondamentaux de I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, N. E. Vvedensky, A. A. Ukhtomsky, I. S. Beritashvili, K. M. Bykov et d'autres. Cependant, l'étude systématique des fondements physiologiques de la culture physique et du sport a commencé bien plus tard. Un mérite particulièrement grand dans la création de cette section de physiologie appartient à L. A. Orbeli et à son élève A. N. Krestovnikov, et il est inextricablement lié à la formation et au développement de l'Université de culture physique. P.F. Lesgaft et son département de physiologie - le premier département de ce type parmi les universités d'éducation physique du pays et du monde.

Après la création en 1919 du Département de Physiologie à l'Institut d'Éducation Physique. P. F. Lesgaft enseignant cette matière réalisé par 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 et d'autres. En 1938, A. N. Krestovnikov a publié le premier « Manuel de physiologie » dans notre du pays et du monde pour les instituts d'éducation physique, et en 1939 – la monographie « Physiologie du sport ». Un rôle important dans le développement ultérieur de l'enseignement de la discipline a été joué par trois éditions du « Textbook of Human Physiology », édité par N.V. Zimkin (1964, 1970, 1975).