Activitat. Efectes de l'exercici sobre el ritme cardíac i la temperatura del cos
Objectius
- Relacionar ritme cardíac i pulsacions.
- Identificar alguns processos que tenen lloc a l'organisme com a conseqüència de l'exercici físic.
- Explicar la funció biològica del cor i els vasos sanguinis, així com de la suor en l'homeòstasi.
- Interpretar els valors de la temperatura corporal al llarg de l'experiment.
Context i predicció
Imagineu
que esteu fent una cursa als voltants de l'institut. Després d'un cert temps
torneu al centre i descanseu. Segur que
sou capaços de dir alguns canvis que han afectat el vostre organisme mentre
corríeu. Anoteu-los.
Obtenció de dades
Descripció i funcionament
del sensor
El sensor
de ritme cardíac està format per una font de llum infraroja (IR) i un detector
de llum. La llum infraroja emesa per la font, és parcialment absorbida pels
glòbuls rojos que es troben en els vasos sanguinis perifèrics, és a dir, sota
la pell. Part de la llum arriba al detector i produeix un canvi en el voltatge,
el qual queda enregistrat en el MultiLog.
El volum
de sang en els vasos sanguinis varia a batzegades. A partir del nombre de
polsos enregistrats en un període de temps conegut, es pot determinar el ritme
cardíac.
Material i Equipament
- Sensor de temperatura (-10 - 50°C)
- Sensor de ritme cardíac
- MultiLog
Procediment
-
Connecteu el sensor de temperatura a l'entrada I/O 1 i el
sensor de ritme cardíac a l'entrada I/O 2 del MultiLog.
-
Engegueu el MultiLog.
-
Connecteu el MultiLog al port USB o al port sèrie de
l'ordinador i a la font d'alimentació.
- Per configurar el MultiLog cliqueu el botó Configurar de
la barra d'eines principal):
-
Entrada 1: Temperatura (-10 - 50°C)
-
Entrada 2: Ritme cardíac
-
Freqüència: 50 mostres per segon
-
Temps de captació: 03:20 MM:SS (10.000 mostres)
- Subjecteu el sensor de ritme cardíac al lòbul de l'orella
o bé al dit, utilitzant el clip.
-
Subjecteu el sensor de temperatura amb la ma o bé amb la
punta dels dits (fent pinça).
-
Podeu iniciar la captació de dades, clicant Executar de
la barra d'eines principal.
-
Observeu el canvis de temperatura i de ritme cardíac
enregistrats, a la pantalla de l'ordinador, fins que s'estabilitzin
(aproximadament uns 2 minuts).
-
Realitzeu exercici físic (fent flexions o saltant) durant
aproximadament uns 2 minuts. Vigileu que els sensors no es moguin ni s'afluixin
durant l'exercici. També podeu deixar anar els sensors i tornar-los a subjectar
en la mateixa posició després d'haver realitzat l'exercici.
Observeus el canvis de temperatura i de ritme cardíac durant 1-2 minuts després de finalitzar l'exercici.
Anàlisi de les dades
Observacions
Observeu i
descriviu les variacions de temperatura durant l'experiència. Observeu i
descriviu la forma del gràfic (en volts) del ritme cardíac en repòs, durant
l'exercici i al tornar a les condicions inicials.
Identificació de variables
i gràfics
Un cop identificades les variables (dependent i independent) feu el gràfic corresponent (o bé imprimiu el que teniu en pantalla) i analitzeu-lo
Càlculs
- Temperatura:
Podreu calcular fàcilment la temperatura inicial, la temperatura final i per
tant les possibles variacions.
- Ritme
cardíac: Com que el sensor mesura en volts, cal transformar les dades del
gràfic a pulsacions/minut. Per fer-ho seleccioneu la primera zona del gràfic
(repòs) utilitzant els cursors . Premeu el botó Zoom per ampliar aquesta part
del gràfic.
-
Per calcular el Període (T) temps/pulsació, poseu el 1er i 2n cursor limitant un nombre determinat de cicles (per exemple10, 20..), i llavors per calcular T haureu de dividir el valor de t (temps) que us dóna el gràfic per aquesta zona del gràfic entre aquell valor (10, 20..cicles).
-
Ara ja podeu calcular la Freqüència (f) o (n) = 1/T i obtindreu les pulsacions/minut.
Feu el
mateix per la zona del gràfic que ha enregistrat el ritme després de
l'exercici. Així podreu calcular les variacions del ritme cardíac.
Per mostrar el primer cursor:
Feu doble clic sobre un punt corresponent a una dada individual o cliqueu el
botó Mostrar primer cursor de la barra de gràfics. Podeu arrossegar el cursor a
qualsevol punt del gràfic, o a un gràfic diferent, amb el ratolí. Per a
desplaçaments fins, utilitzeu les tecles de cursor del teclat de l'ordinador. |
Qüestions
Recordeu
que la despesa cardíaca és la quantitat de sang bombejada pel ventricle
esquerre en un minut. Això ve determinat pel nombre de vegades que el cor
batega per minut, i pel volum impulsat, o sigui la quantitat de sang impulsada
en cada contracció. La relació és:
Despesa
cardíaca = volum sistòlic x freqüència cardíaca |
1. La
mitjana de les freqüències cardíaques màximes d'una mostra d'homes de 20 anys
era de 195 bpm. La mitjana de les seves despeses cardíaques màximes va ser de
21 dm3 min-1. Quina serà la mitjana dels volums sistòlics
màxims? (Indiqueu els resultats i el procediment per arribar-hi).
2. Un
esquiador olímpic de fons té una despesa cardíaca màxima de 40 dm3 min-1. La
seva freqüència cardíaca màxim es de 190 bpm.
-
Quin serà el volum sistòlic màxim, durant un exercici?
- Quant més gran serà aquest valor del dels homes de la qüestió 1?
3.
Resumiu els efectes de a) l'exercici i b) de l'entrenament en la freqüència
cardíaca, volum sistòlic i despesa cardíaca a partir de les dades de la taula
següent:
Despesa cardíaca (dm3 min-1) |
Freqüència cardíaca (bpm) |
Volum sistòlic (cm3) |
|
No entrenat (en repòs) |
5 |
70 |
71 |
Entrenat (en repòs) | 5 |
50 |
100 |
No entrenat (exercici màxim) |
22 |
195 |
113 |
Entrenat (exercici màxim) |
35 |
195 |
179 |
Conclusions
Generalització i aplicació
A partir de les conclusions de tots els grups de treball i del marc teòric amb el que treballeu podreu arribar a inferir unes generalitats, principis, o lleis sobre els mecanismes d'homeòstasi del cos humà. A més podreu aplicar aquests principis a altres situacions.