Biologi 2 (Laboration 1)

biology

LABORATIONSRAPPORT

LABORATIONENS TITEL:                   Människan och andning
KURS:                                                     Biologi 2
FÖRFATTARE:                                       Joe såklart 🙂

 

SAMMANFATTNING:
Laborationen omfattar fyra försök. Den huvudsakliga uppgiften är att skapa en förståelse för andningsmekanismen och bakomliggande faktorer för denna.

Mätningar utfördes med avsikt att bestämma egen andningsförmåga under vila samt efter ansträngning. Samtliga mätningar i forskningsrapporten ligger inom rimligt intervall, det vill sägas att de överensstämmer med tidigare forskning och mätningar av människans förmågor.

 

Människan och andning

 

Syfte: Syftet med denna laboration är att förstå människans andningskaraktär. Genom fyra laborationsförsök ska vi förklara vilka muskler och organ som arbetar vid vår andning. Vid vila och ansträngning differerar puls och lungkapacitet, därför ska en förståelse skapas för skillnader och orsaker.

Hypotes 1: Inandning sker genom att muskler kontraheras, när detta sker kommer vi se hur bröstkorgen vidgas i takt med vår andning. I samband med att vi spänner magmusklerna och fokuserar vår andning på att enbart använda bröstkorgen och således begränsa revbensrörelser och andra muskelrörelser kommer vi att uppleva en försvagad/försvårad andning.

Hypotes 2: En fundamental kemisk reaktion i människans celler är cellandningen, produkter av cellandningen är bland annat koldioxid samt vatten. Med hänsyn till rejäl utandning i slutet kommer påsen att innehålla koldioxid samt vattenånga som troligen avdunstat från luftvägarna.

Hypotes 3: Unga relativt tränade män ligger enligt tidigare mätningar inom ett visst intervall. Andetagsvolymen uppgår till ca 500 ml och vitalkapaciteten emellan 3500-4500 ml. Då författaren passar väl in på beskrivningen ”hyfsat vältränad man” torde våra mätningar ligga inom samma intervall.

Hypotes 4: Människans andningscentrum är känsligt för förändringar i pH värdet i blodet. Eftersom att det bildas högre mängder kolsyra som i sin tur sänker pH värdet som resultat av ökad ansträngning torde pH värdet i blodet sänkas. Det sänkta pH värdet kommer medföra att impulser via nervsystemet skickas mer frekvent till mellangärdet och revbensmusklerna och därav medföra förhöjd andningsfrekvens.

Material:

  • Stearinljus
  • Tändstickor
  • Plastpåsar med olika volym (1 l och 4 l)
  • Förslutningsklämmor
  • Tidtagarur

Utförande:

Försök 1 (Buk- eller bröstandning?): En lämplig plats med plan yta valdes ut, jag la mig därefter på rygg. En hand placerades på magen och den andra handen placerades på bröstet.  I enlighet med instruktionerna andades jag naturligt och noterade vilket organ som sänktes och höjdes mest.

Försök 2 (Vad finns i utandningsluften?): En plastpåse inhämtades och jag påbörjade andningen i plastpåsen samtidigt som jag höll för näsan med den andra handen.  Andningen genom plastpåsen återupprepades till dess att ”luften tog slut” och andningen försvårades. En rejäl utandning utfördes och därefter förslöts påsen. Efter att ha noterat utseendet i påsen, öppnades påsen med öppningen neråt och stearinljuset fördes in.

Försök 3 (Hur mycket luft andas du?): En fyra literspåse inhämtade och en förslutningsklämma placerades. Under andningen i påsen ska volymen anpassas genom att försluta med klämma. Här är uppgiften att bestämma andningsvolymen vid vila samt vitalkapaciteten.  När maximal inandningen utförts genom påsen genomfördes en maximal utandning i en tom påse och därefter skulle den nu fyllda påsen förslutas. Här markerade man därefter hur mycket man blåst ut i den tomma påsen för att därefter fylla den med vatten och mäta vattnets volym för att bestämma vitalkapaciteten.

Försök 4 (Hur ofta andas du?): Här är syftet att notera antalet andetag vid vila samt vid aktivering. Tidtagaruret räknade ner i 60 sekunder och antalet andetag antecknades.  Därefter gjordes ett tiotals armhävningar och samma procedur återupprepades.

Diskussion och slutsats

Buk- eller bröstandning? En naturlig andning resulterade i att magen rörde på sig, bröstkorgen var däremot stabil och inga väsentliga rörelser noterades. Inandningen utförs genom att musklerna kontraheras mellangärdet och diafragman. I försöket testade vi även att andas i samband med att vi spände magen, andningsförmågan ansträngdes markant, detta med hänsyn till de arbetande musklerna spändes och de inte fick arbeta i naturligform.

Resultatet i sin helhet bekräftar hypotesen, modifikationen av naturlig andning medförde svårigheter och krävde ansträngning. Resultatet hängde även väl ihop med teorin (kurslitteraturen) och i enlighet med dess förklaring om muskelförbindelser.

Vad finns i utandningsluften? Luften består utav 78 % kväve och 21 % syre och den sista procenten består huvudsakligen av koldioxid och andra gaser, vi kan därför anta att det i påsen fanns 21 % syre vid påbörjandet av försöket. Andningen genom påsen återupprepades till dess att kroppen sa ifrån, andningen kändes efter ett tag ansträngande. Den huvudsakliga orsaken torde vara att vi andats in den luft som fanns i påsen och att syrehalten minskat i omgivningen. Våra celler behöver syre för att överleva, det är det fundamentala för vår överlevnad.

När vi utförde vår sista utandning i samband med försöket noterades små vattenmolekyler på insidan av plastpåsen, dess förklaring torde hänga ihop med att vår utandningsluft är rik på vattenånga som troligen avdunstat från luftvägarnas slemhinna, därutöver kan man säkert konstatera att kvarvarande gaser återfanns i form av koldioxid och andra gaser. Koldioxiden är självklar slutprodukt då den även är en restprodukt från cellandningen som sker i kroppen.

När vi utförde testet med sterinljuset och påsen märkte vi ganska snabbt att stearinljuset dog ut ganska omgående, dess förklaring hänger ihop med vår inandning. Vi hade i vårt försök förbrukat nästan all syre i påsen och då lågan behöver syre för att antända dör den ut när syret saknas.

Även här bekräftades hypotesen.  I likhet med de kemiska reaktionerna som sker i kroppen vid inandning av syre kräver även eld en kemisk reaktion, drivkraften för denna i det här fallet är syret. När syretillgången avtagit kan vi tydligt se att eldens långsamt försvinner som resultat av låg syrehalt i miljön.

Hur mycket luft andas du? Andetagsvolymen är den luft som vi andas in och ut i ett normalt andetag och uppgår till ca 500 ml, medan den maximala volymen luft vi kan andas in och ut i ett andetag kallas vitalkapacitet och kan uppgå till 3500 – 4500 ml för en relativt vältränad man.  Kurslitteraturen var ganska exakt i jämförelse med vårt försök, andetagsvolymen uppgick till ca 500 ml och vitalkapaciteten till ca 3900 ml.

Eftersom att kurslitteraturen figurerade som stöd vid skrivandet av hypotesen kunde även denna bekräftas. Inga väsentliga skillnader noterades. Varför dessa kan skilja sig mellan olika människor kan förklaras av att mer vältränade personer har mer luft ”sparad” i lungorna trots kraftiga utandningar.

Hur ofta andas du? Försöket vid vila utfördes en gång där andningsfrekvensen uppgick till ca 16 andetag/minuten. Efter ett antal armhävningar höjdes pulsen något och andningsfrekvensen uppgick då istället till ca 27 andetag per minut.

Vid ansträngning kräver kroppen mer syre för att funktionera och stimulera cellandningen. Vid ansträngning förbrukar vi energi i snabbare takt för att fylla på ”depåerna” krävs ett energi tillskott och för att stimulera produktionen av ATP krävs ett nytt intag av syre.  De muskler och celler som styr andningsrytmen får signaler/impulser från nervsystemet från en del av hjärnstammen att öka andningen. Detta som resultat av förändringar i pH värdet i blodet, vid ansträngning ökar koldioxid produktionen vilket i sin tur medför en ökad produktion av kolsyra. Kolsyran har en effekt på pH värdet i blodet, pH värdet sjunker och impulser skickas mer frekvent till musklerna vilket medför att andningsrytmen ökar. Detta förklarar varför vi i andra försöker fick en högre andningsfrekvens i jämförelse mot vilan.

Jag skulle tro att långsam andningsrytm är mest fördelaktig, detta torde innebär att få och djupa andetag fortfarande är tillräckliga för att cellerna i kroppen skall funktionera. Elitidrottare strävar ganska ofta efter en så låg puls som möjligt samtidigt som maxpulsen är väldigt hög.  Jag har vid något tillfälle varit på ett träningspass där vi tränade pulscykling, det innebär att en grupp av människor cyklar enligt tränarens instruktioner samtidigt som pulsen mäts. De mest tränade utav oss cyklade i samma takt som alla andra om inte snabbare, ändock hade de lägre puls. Detta får mig att tro att låg andningsrytm är med fördelaktig.

I försöket kunde vi bekräfta den sista hypotesen, det uppstod differenser i andningsrytmen när vid vila samt ansträngning som kan förklaras av de kemiska reaktionerna i kroppen.

Felkällor:

I samband med skrivandet av denna rapport samt försökstillfällen användes kurslitteraturen och annan forskning som stöd. Dessa kan omedvetet ha styrt uppfattningarna och därmed resultatet. För att exemplifiera var mätningen av andningsrytmen något svår, detta då tänkandet på andningen medförde oregelbunden andning. Trots detta hamnar resultatet inom normalvärden, med hänsyn till att våra mätningar ligger inom rimligt intervall kan de inte förkastas och kan betraktas som valida och tillförlitliga.

Tankesättet har i princip följt med under hela försöket, där bakgrundsfakta och empiri styrts av kurslitteraturen vilket kan ha påverkat resultaten. Detta accepteras som ovan nämnt då inga väsentliga avvikelser noterats i mätvärden. I ett utav försöken kan dock övriga faktorerar ha spelat sin roll, i försök nummer två. Här var vår uppgift att försegla påsen och sen öppna den över ljuset för att sedan använda påsen som ett hölje över stearinljuset, under denna korta tid kan luft och således syre kommit in i påsen och medfört att det tog längre tid för stearinljuset att släckas. Detta till trots hade resultatet så småningom lett till samma slutsats, när syret i omgivningen tar slut släcks ljuset. Därmed spelar det ingen roll om det kommit in luft eller inte, det påverkade endast tidsåtgången om något.

Annonser

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google-foto

Du kommenterar med ditt Google-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s