Experiment B-9 TERMOREGULACE A POCENÍ CÍL EXPERIMENTU Studium homeostáze a termoregulace. Vysvětlení důležitosti pocení. Pochopení vztahu mezi pocením a relativní vlhkostí pomocí senzoru relativní vlhkosti. MODULY A SENZORY PC + program NeuLog TM USB modul USB 200 senzor relativní vlhkosti NUL 207 POMŮCKY igelitový sáček Experiment B-9: Termoregulace a pocení Ver 3.2.4 1
ÚVOD Živé organismy se dokáží přizpůsobit vnějšímu kolísání životního prostředí udržováním relativně stálého vnitřního prostředí. Tendence organismu nebo buňky regulovat svůj vnitřní stav se nazývá homeostáze. Homeostatické mechanismy regulují mnoho různých parametrů (ph, rozpuštěný kyslík, koncentrace glukózy, atd.). Homeostatická regulace organismu tělesné teploty se nazývá termoregulace. Změna vnitřní teploty ovlivňuje funkci enzymů, svalové aktivity, metabolismus a další fyziologické aspekty. Dvě základní reakce na vnější změny teplot můžeme ukázat na živočiších poikilotermních a homotermních. Poikilotermní živočichové regulují svou tělesnou teplotu výběrem vhodného externího prostředí. Homotermní živočichové regulují tělesnou teplotu fyziologickými mechanismy, kterými si vyrábí nebo rozptylují teplo. Při zvyšování teploty okolí se homotermní živočichové ochlazují pomocí dilatace krevních cév. Rozšíření cév způsobí přívod teplé krve z tělního jádra na povrch kůže a následné rozptýlení tepla do okolí. Někteří živočichové se stálou tělní teplotou využívají k ochlazení organismu pocení, které může být doprovázeno zrychleným oddechováním, popř. k ochlazování může sloužit pouze zrychlené oddychování. Odpařování potu (pocení) má chladící účinek. Energie potřebná k odpaření se vstřebává z kůže. Pot se odpaří, pokud má vzduch v okolním prostředí relativně nízkou vlhkost. Ve skutečnosti malé množství potu je průběžně vylučováno potními žlázami v kůži. Často se stává, že se pot odpaří dříve než je ho možné pozorovat. V tomto experimentu umístíte dlaň vaší ruky společně se senzorem relativní vlhkosti do plastového sáčku. Budete sledovat změny relativní vlhkosti během měření. Experiment B-9: Termoregulace a pocení Ver 3.2.4 2
POSTUP Příprava experimentu 1. Uspořádání experimentu je znázorněno na obrázku. 2. Ujistěte se, že máte igelitový sáček, který je dostatečně velký. Musí se do něj vejít dlaň vaší ruky a také senzor připojený k USB modulu. Sáček by neměl být příliš velký (to by zase zvýšilo potřebnou dobu měření). 3. Doporučujeme vypnutí klimatizace během měření. 4. Vložte připojený senzor relativní vlhkosti do plastového sáčku. Udržujte sáček otevřený a splasklý. Experiment B-9: Termoregulace a pocení Ver 3.2.4 3
Nastavení senzoru 5. Modul USB 200 připojte pomocí kabelu k PC. 6. K modulu USB 200 připojte senzor relativní vlhkosti. Poznámka: Následující funkce programu jsou vysvětleny jen v krátkosti, a proto před zahájením experimentu doporučujeme seznámit se s programovými funkcemi NeuLog TM popsanými v uživatelské příručce. 7. Spusťte program NeuLog TM a zkontrolujte, zda je senzor relativní vlhkosti identifikován. Nastavení 8. V liště programu klikněte na ikonu Pokus s připojením. 9. Klikněte na ikonu Nastavení pokusu a nastavte Délka trvání pokusu 10 minut, Vzorkování 60 za minutu. Experiment B-9: Termoregulace a pocení Ver 3.2.4 4
Testování a měření 10. Nejprve změřte relativní vlhkost v místnosti, čímž nastavíte počáteční hodnotu měření. Měření spusťte kliknutím na ikonu Spustit pokus v liště programu. 11. Po dvou minutách přiložte vaši ruku k senzoru relativní vlhkosti. Sáček nechejte otevřený. 12. Po šesti minutách od začátku měření (a čtyřech minutách po přiložení ruky k senzoru) požádejte dalšího žáka, aby utáhl sáček kolem vaší ruky. Experiment B-9: Termoregulace a pocení Ver 3.2.4 5
13. Sledujte změny hodnot relativní vlhkosti do konce měření. 14. Grafický výsledek pokusu zvětšete kliknutím na ikonu Optimalizace zvětšení v okně grafu. 15. Váš graf by měl být podobný následujícímu grafu. 16. Vidíme, že po přiložení ruky do blízkosti senzoru relativní vlhkosti hodnota mírně vzrostla (z 38,9 % na 39,1 %). Senzor reagoval na odpařovaný pot vycházející z potních žláz na ruce. Po uvázání sáčku kolem ruky (se senzorem uvnitř sáčku), vzrostla hodnota relativní vlhkosti. Sáček uzavřel proudění vzduchu dovnitř i ven, a proto vypařený pot zůstal nahromaděný uvnitř. Experiment B-9: Termoregulace a pocení Ver 3.2.4 6
ÚKOL 17. Změňte dobu trvání experimentu na 15 minut. Toto měření je delší, proto můžete pozorovat změny v relativní vlhkosti po delší dobu. 18. Dejte senzor do sáčku a ponechejte sáček otevřen, tak jako na začátku prvního experimentu. Počkejte, než bude hodnota relativní vlhkosti stejná nebo co nejblíže naměřené hodnotě na začátku prvního experimentu (počáteční hodnota měření). 19. Spusťte měření kliknutím na ikonu Spustit pokus v liště programu. 20. Po jedné minutě vložte ruku do sáčku a zavažte jej. Ponechejte svoji dlaň uvnitř sáčku po celou dobu měření. SOUHRNNÉ OTÁZKY 1. Uveďte příklad jiného homeostatického mechanismu (jiného než termoregulace) a vysvětlete, jak tělo reguluje svůj vnitřní stav pomocí tohoto mechanismu. 2. Abnormální nedostatek potu v reakci na teplo se nazývá anhidróza. Proč je tento stav škodlivý? Co může člověk udělat, aby se jeho stav zlepšil? 3. Popište, jak se mění relativní vlhkost za dobu trvání druhého měření (úkol). Vysvětlete své výsledky. Experiment B-9: Termoregulace a pocení Ver 3.2.4 7