Atleti: come misurare i tassi di respirazione cellulare

La respirazione cellulare è un processo metabolico che consente agli organismi di utilizzare l’energia immagazzinata nei legami chimici di glucosio o zucchero. Questo processo prevede il consumo di glucosio e ossigeno, nonché la produzione di anidride carbonica e acqua. Come atleta, quando esercitate, aumenta il tasso di respirazione cellulare per soddisfare le crescenti esigenze energetiche dei muscoli.

Consumo di ossigeno

La respirazione cellulare è solitamente un processo aerobico, il che significa che l’ossigeno è necessario per generare energia da legami biochimici in glucosio. Pertanto, è possibile determinare il tasso di respirazione cellulare misurando il tasso di consumo di ossigeno. Quanto più ossigeno si sta consumando quando si esercita, maggiore è il tasso di respirazione cellulare.

Misurare il consumo di ossigeno

Il test di campo più comunemente usato per misurare il consumo di ossigeno è il test di esecuzione di 1,5 miglia, secondo Matt Brzycki dell’Università di Princeton. Per completare la prova, è sufficiente rispettare la tua autonomia quando si esegue 1,5 miglia su una pista di livello interno o esterno più veloce possibile. Quindi consultare la Tabella 1 del Princeton Oxygen Consumption Chart, che vi dirà quale sia il consumo di ossigeno previsto. Divide il tuo peso in libbre. Per 2,2 per determinare il peso in kg. Moltiplica il tuo valore nella tabella 1 con il peso in kg per determinare il tasso di consumo di ossigeno in ml di ossigeno al minuto. Infine, dividere questo valore per 1.000 per determinare il consumo di ossigeno in litri al minuto. Questo è il tuo tasso di consumo di ossigeno, ed è una misura del tuo tasso di respirazione cellulare.

Produzione di biossido di carbonio

Un metodo meno comune per misurare il tasso di respirazione cellulare è misurare il tasso di produzione di biossido di carbonio. Quando l’anidride carbonica viene aggiunta all’acqua, viene convertita spontaneamente in acido carbonico. La soluzione più acida è, più basso è il suo pH. Per questo motivo è possibile misurare la produzione di biossido di carbonio dopo l’esercizio fisico facendo respirare una soluzione e quindi utilizzare un indicatore di pH per determinare la soluzione acida della soluzione.

Misurazione della produzione di biossido di carbonio

Al fine di misurare la produzione di biossido di carbonio, avrete bisogno di alcuni rifornimenti di laboratorio che possono essere trovati nella maggior parte dei kit di scienze della scuola superiore: un pallone, bromuro di blue bromuro e idrossido di sodio. Riempire il pallone con una soluzione di blu bromthymol disciolto in acqua. Bromthymol blue è un indicatore pH che è blu in soluzione base, verde in soluzione neutra e giallo in soluzione acida. La tua soluzione di blu bromthymol in acqua è verde, perché l’acqua ha un pH neutro di circa 7. Utilizzare una paglia per respirare nel pallone dopo l’esercizio per un periodo di tempo determinato. Come l’anidride carbonica nel tuo respiro è convertito in acido carbonico, la tua soluzione diventa acida e cambierà il colore dal verde al giallo. Una volta espiati nel pallone, aggiungere idrossido di sodio, che è una base, goccia a goccia fino a quando la soluzione cambia colore dal giallo al verde. Le più gocce di idrossido di sodio che è necessario aggiungere, maggiore è l’anidride carbonica che sta producendo dopo aver esercitato per un periodo di tempo determinato e maggiore è il tasso di respirazione cellulare.