Proef door een scholier 2550 woorden 19 juni keer beoordeeld. Hart; autonome slimheid. Pagina 1 van 10

Transcriptie

1 Proef door een scholier 2550 woorden 19 juni keer beoordeeld Vak Biologie Hart; autonome slimheid Pagina 1 van 10

2 7 oktober 2016 Door: XXXX, XXXX, XXXX XXXX, XXXX College Inhoudsopgave Inhoudsopgave 2 Inleiding 3 Hoofd Onderzoeksvraag 4 Subvragen 4 Hypothese 4 Materialen en Methode 4 Werkwijze 6 Resultaten 7 Discussie 9 Bronnen 9 Bijlage 10 Gebruikte apparatuur 10 Uitvoering van de proeven 10 Pagina 2 van 10

3 Inleiding Het hart is ons belangrijkste orgaan zonder zouden onze andere organen ook niet kunnen functioneren, het hart is onmisbaar. het hart pompt bloed door ons lichaam en voorziet ons op zo n manier onze organen van zuurstof en voedingstoffen (zoals bijvoorbeeld glucose) en zorgt het voor de afvoer van koolstofdioxide en afvalstoffen (zoals bijvoorbeeld melkzuur). In rust gebeurt dit proces van gas- en stofwisseling met een constante, relatief lage, snelheid. Als dit proces sneller moet gebeuren, bijvoorbeeld bij inspanning, dan verandert de hartslag om zo toch de gas- en stofwisseling constant te houden. Het veranderen van een proces in je lichaam om iets constant te houden, zoals je hartslag die verandert, heet ook wel homeostase en hieraan koppelen we ook het begrip negatieve terugkoppeling. Negatieve terugkoppeling is een manier die het lichaam uitvoert om bepaalde constantes constant te houden, of in ieder geval probeert om zo dicht mogelijk bij die constante te zitten door middel van de remming aan versterking van bepaalde processen. Glucose (C 6 H 12 O 6 ) is een molecuul dat kan worden verbrand om zo energie te creëren voor je (spier)cellen. Glucose zit opgelost in het bloed en als de concentratie Glucose daalt in je bloed (doordat je de energie nodig hebt), ontstaat er dus een tekort aan Glucose en dus ook aan energie. Om deze energie toch aan te vullen moet er dus ergens nog energie vandaan komen. In je spiercellen (vooral) zit er nog extra energie opgeslagen in de vorm van glycogeen, die onder invloed van glucagon, weer wordt omgezet in glucose. En als er weer teveel aan glucose in het bloed zit, bijvoorbeeld (een tijdje) na het eten, dan zorgt insuline ervoor dat glucose wordt opgeslagen als glycogeen. Zo houdt alles in ons lichaam elkaar in balans, ongeacht van de invloeden van buiten. De hartslag verwijst naar het aantal hartslagen per tijdseenheid, meestal geteld/gemeten in minuten, of voor de paradoxale luiere mensen die in vijftien of dertig seconden tellen en dan een keersom maken om vervolgens op minuten uit te komen. Er bestaat geen algemeen beste hartslag van een persoon. Dit komt doordat elk lichaam net iets anders is en de gas- en stofwisseling allemaal met (net iets) mindere of (net iets) meerdere mate gebeurt waardoor dus er geen constante hartslag voor iedereen is. Als je dan wilt weten of je hartslag niet (erg) van slag is, zijn er bepaalde bereiken opgesteld die bij de meeste, gezonde mensen voorkomen. Zo kan er worden geoordeelt over de algemene, dan wel niet algehele gezondheid van het individu, ook bij inspanning. De hartslag in rust is (bijna) nooit hoger dan de hartslag tijdens het sporten. De hartslag in rust voor een gezonde volwassene is een bereik van 60 tot 80 slagen per minuut. Als de hartslag van dit bereik afwijkt bij een individu, dan geeft dat reden om nader onderzoek te doen. Als het minder is dan 60 slagen per minuut, dan wordt gesproken in de medische wereld over bradycardie, terwijl bij mensen met een hartslag in rust van boven de 100 slagen per minuut Pagina 3 van 10

4 tachycardie heet. Een hogere hartslag tijdens het sporten is gezond maar niet onbeperkt. De hartslag tijdens inspanning verschilt per individu, ook afhankelijk van het type inspanning en leeftijd van het individu. Het is dan ook verstandig om tijdens het sporten de maximale hartslag niet te overschrijden. Voor een gezond persoon kan dit makkelijk worden berekend door middel van de leeftijd van het getal 220 af te trekken. Bijvoorbeeld als iemand 20 jaar oud is en is gezond dan is zijn maximale hartslag is = 200 slagen per minuut. Met dit onderzoek willen wij gaan kijken hoe de hartslag afhankelijk van de inspanning zal gaan veranderen. Onderzoeksvraag Hoe verandert de hartslag ten opzichte van verschillende hoeveelheden inspanning? Deelvragen Welk verband is er tussen de mate van de inspanning en de hartslag? Welke wiskundige functie geldt waarmee wij de hartslag afhankelijk van de inspanning kunnen berekenen? Hypo these Bij de inspanning zal in het algemeen de hartslag zal gaan stijgen. Hoe meer je je moet inspannen, des te hoger de hartslag zal gaan worden. Wanneer je meer lichaamsinspanning levert hebben je spieren meer energie nodig. dit zullen dus ook tijdens ons onderzoek moeten waarnemen. het lichaam zal bij meer inspanning dan ook meer bloed moeten rondpompen binnen een kortere tijd. Hoe langer je bezig bent met lopen hoe zwaarder het wordt. Dat is de reden dat je hart sneller gaat kloppen. Dus samengevat denken wij dat de hartslag en bloeddruk allebei gelijkmatig toenemen. Materialen en Methode Voor ons onderzoek hebben wij (betrouwbare) meetapparatuur nodig die de hartslag kan meten. Hiervoor gaan wij een automatische bloeddrukmeter, geleend van de vader van Leo, gebruiken die naast de bloeddruk ook nog de hartslag kan meten. Deze methode is betrouwbaarder dan met de stethoscoop, want dan moeten wij op gehoor afgaan en kunnen externe geluiden onze resultaten en daarmee ook de betrouwbaarheid van ons onderzoek gaan beïnvloeden. Een ander belangrijk punt is de betrouwbare meting van de belasting waarop onze proefpersonen tijdens het onderzoek worden blootgesteld. Hiervoor hebben wij gekozen om een loopband van een sportschool te gaan gebruiken. Om de afhankelijkheid goed in kaart te brengen moeten wij in staat zijn om de belasting goed te kunnen Pagina 4 van 10

5 regelen. Met deze loopband kunnen wij de snelheid en de hellingsgraad veranderen en zo kunnen wij de belasting veranderen. Uiteindelijk hebben wij voor alleen de hellingsgraad van de loopband gekozen omdat dit niet wordt beïnvloed door de verschillende beenlengtes van ons. Tot slot hebben wij ook gekozen rekening te houden met ons geslacht, onze leeftijd en de verhouding tussen gewicht en lengte. De verhouding van lengte en gewicht (BMI) van ons alle 3 is vergelijkbaar. (BMI formule: Gewicht in kilogram / (Lengte in meter * Lengte in meter) ) Per persoon hebben wij ervoor gekozen om 3 keer 5 minuten op de loopbaan te gaan lopen waarbij wij de hartslag voor de inspanning hebben gemeten en 3 minuten na de start van de inspanning. Dit hebben we herhaald voor elke hellingsgraad. Iedere keer dat wij dit uitvoeren, zal het experiment met constante snelheid van kilometer per uur worden uitgevoerd. Als laatste hebben gaan wij geprobeerd om een experiment uit te voeren, met 10 kilometer per uur en een hellingsgraad van 10%. Dit moet dan (zeer) zware belasting simuleren. Om het lichaam even te laten wennen, hebben wij gekozen om de eerste minuut met een snelheid van 10 kilometer per uur te gaan lopen om daarna 5 minuten een hellingsgraad van 10% aan te houden. Methode in stappen (zorg dat je alle metingen noteert) meet de lengte en het gewicht van de proefpersonen zo dat je de BMI kan berekenen. meet de bloeddruk en hartslag van de proefpersonen in rust met de automatische bloeddrukmeter. bepaal de volgorde waarin de proefpersonen de test gaan uitvoeren. stel de loopband in op de snelheid 5 km/h en de tijd op 5 minuten. laat de eerste persoon lopen en meet zijn bloeddruk enhartslag na de 5 minuten doe hetzelfde met persoon 2 en 3 meet van ieder de bloeddruk en hartslag weer in rust verander alleen de hellingsgraad naar 10% en laat de andere instellingen gelijk. laat de het eerste testpersoon weer op de loopband lopen. meet zijn bloeddruk en hartslag na de inspanning en meet de bloeddruk van de andere weer in rust. doe stap 9 ook met de rest. verhoog helling naar 20% met de ander instellingen hetzelfde. herhaal stap 9, 10 en 11 verander de snelheid van 5km/h naar 10 km/h en verander de hellingsgraad naar 10% en tijd naar 6 minuten. herhaal stap 9, 10 en 11 Materialenlijst automatische bloeddrukmeter ( die zowel bloeddruk als hartslag meet) testpersonen loopband met helling functie sportkleding nootblok (om de resultaten op te schrijven) weegschaal meetlint Pagina 5 van 10

6 Werkwijze Meten van de hartslag in rust Noteren van de onderzoeksresultaten Proef I Snelheid - 5 km / uur Hellingsgraad - 0% Meten van de hartslag Proef II Snelheid - 5 km / uur Hellingsgraad - 10% Meten van de hartslag Proef III Snelheid - 5 km / uur Hellingsgraad - 20% Meten van de hartslag Proef IV Snelheid - 10 km / uur Hellingsgraad - 10% Meten van de hartslag Pagina 6 van 10

7 Resultaten Tabel I: beschrijving van de fysieke eigenschappen van de proefpersonen. Lengte Gewicht BMI Proefpersoon I 1.68 m 59 kg 21 Proefpersoon II 1.94 m 67 kg 18 Proefpersoon III 1.84 m 60 kg 18 Op basis van dit tabel zien wij dat BMI niet veel per proefpersoon verschilt Tabel II: verzamelde onderzoeksgegevens Proefpersoon I Proefpersoon II Proefpersoon III Experiment I ( 5 km / uur) Hartslag in rust Hellingsgraad (%) Verticale afstand (m) Horizontale afstand (m) Hartslag na 5 min Experiment II ( 5 km / uur) Hartslag in rust Hellingsgraad (%) Verticale afstand (m) Horizontale afstand (m) Hartslag na 5 min Experiment III ( 5 km / uur) Hartslag in rust Hellingsgraad (%) Verticale afstand (m) Horizontale afstand (m) Hartslag na 5 min Experiment IV (10 km / uur) Hartslag in rust Hellingsgraad (%) (1) (3 min) Verticale afstand (m) (1) (3 min) Horizontale afstand (m) Hartslag na 6 min Pagina 7 van 10

8 (1) (3 min) In verband met een knieblessure van Sven, hadden we zijn loop onmiddelijk gestaakt toen Sven last ervan kreeg. Dit onderzoek moet niet ten koste gaan van onze gezondheid! Vierde experiment is uitgevoerd om naar de veranderingen van de hartslag bij de zeer forse belasting te gaan kijken. Omdat proef op een andere snelheid werd uitgevoerd hebben wij die niet in de resultaten kunnen meenemen en hebben dit ter illustratie van de reactie op de forse lichamelijke belasting uitgevoerd. Op basis van de bovenstaande gegevens kunnen wij concluderen dat hogere fysieke inspanning tot de hogere hartslag kan leiden. Het hart passt eigen capaciteit afhankelijk van de lichamelijke belasting en zorgt dat ons lichaam daarbij optimaal functioneert. te verwachten hartslag bij helling 15% Om de subvragen te kunnen beantwoorden hebben wij onderzoeksgegevens op een grafiek afgebeeld en gekeken welke verband kan worden vastgesteld. Op basis van de bovenstaand grafiek zien wij dat tot de belasting door 20% helling is er sprake van een lineair verband. Op basis van de lineaire functie die in rood op grafiek is uitgetekend kan kunnen wij hartslag inschatten bij de belasting door 15% helling. Dit zal circa 120 slagen per minuut zijn. Dit betekent dat onze hypothese dat hartfrequentie afhankelijk van de fysieke inspanning correct is. Bij de lage inspanning en bij de proefpersonen met vergelijkbaar BMI is er sprake van een lineair verband tussen de hartslag en belasting. Pagina 8 van 10

9 Conclusie Aan de onze meetgegevens is te zien dat bij een hogere inspanning in het geval van onze proef een hogere hellingsgraad of snelheid dat er een duidelijk verband zichtbaar is tussen de meetgegevens van de nulmeting en de meetgegevens van de verschillende inspanning. Uit de gegevens is te zien dat de hartslag toeneemt bij een inspanning die meer van je vraagt, zoals het verhogen van de hellingsgraad. De resultaten komen overeen met de hypothese en staan in contrast met de voorkennis/ info van de inleiding. wij concluderen dus op basis van de resultaten en voorkennis dat bij een hogere inspanning de hartslag toeneemt. Dit komt doordat er meer energie nodig is in kortere tijd en het bloed dus sneller moet stromen om de zuurstof en voedingsstoffen bij inspanning te leveren. Dit komt overeen met de hypothese. Discussie In onze proef hebben wij verband tussen de fysieke belasting en hartfrequentie kunnen vaststellen. Wij hebben geprobeerd om zo gestandaardiseerd mogelijk te werk gaan om de betrouwbaarheid van proef te kunnen vergroten. Voor de 3 proefpersonen en voor de lagere belastingen hebben wij een lineair verband tussen de belasting en hartslagfrequentie kunnen vaststellen. Het is ons ook gelukt om een functie op het grafiek te tekenen waarmee wij een hartslag bij de andere dan geteste belastingen kunnen berekenen. Helaas konden wij onderzoek niet verder uitbreiden en betrouwbaarheid te vergroten. Om gegevens nog betrouwbare te maken en reactie van de hartslag bij de hogere belastingen te onderzoeken zijn er meer proefpersonen nodig. Bij de hogere belasting van 20% zien wij dat de spreiding van de resultaten (hoogst en laagst gemeten hartslag) hoger begint te worden. Dit effect kan worden opgevangen door meer proefpersonen bij proef te betrekken. Ook hebben wij niet naar de verdeling jongens en meisjes gekeken. In onze groep waren alleen jongens. Andere kritische moment is bepalen van de hartslag bij de belasting. Wij hebben gebruik gemaakt van een automatische hartslagmeter en hebben hiermee hartslag voor en na de proef gemeten. Hierdoor konden wij niet zien hoe hartslag zich in de loop van de proef ontwikkeld. Verbetering op dit gebied kan door de fitnessband worden gedaan, die continue hartslag meet en de meetgegevens naar de apparaat doorstuurt. Andere kritische moment is dat wij niet alle factoren in ons onderzoek konden opnemen. Dit hebben wij gedaan omwille van de complexiteit. Factoren zoals temperatuur, deel van de dag en trainingstoestand hebben wij in ons proef geen rekening mee gehouden. Bronnen 1. Hartstichting, Hartritme, 11 mei 2012, geraadpleegd op 28 september N.N, Verstorende factoren bij trainen op hartfrequentie, onbekend, geraadpleegd op 22 september Pagina 9 van 10

10 3. N.N, Glucagon, 20 november 2015, geraadpleegd op 30 september Redactie Runner's World, 15 november 2012,Het belang van de maximale hartslag, geraadpleegd op 30 september Bijlage Gebruikte apparatuur Uitvoering van de proeven Plaats van de uitvoering Pagina 10 van 10