TASA METABOLICA METABOLICA De la Cruz L´opez, o pez, Luis Luis A.
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Facultad Facultad de Ciencias Fisicas y Mat´ ematicas ematicas Escuela Ac´ Ac´ ademico Profesional de F´ısica, ısica, Universidad Universidad Nacional Nacional de Trujillo Av. Av. Juan Juan Pablo II s/n, La Liberta Libertad, d, Trujillo, rujillo, Per´ u (Dated: (Dated: Fecha: echa: NOVIEMBRE DE 2015.) 2015.)
I.
TABLA 1.
OBJE OBJETI TIV VO
T ( T (o C ) 16 17 18 19 20 21 22 23
1. Medir la Tasa Metab´olica olica de oxig´eno eno de un u n animal a nimal peque˜ no. no. II.
´ FUND FU NDAM AMEN ENTO TO TEORICO
La tasa metab´olica olica es la medida de la rapidez de cambio, respecto al tiempo, del proceso de oxidaci´on del aire en los pulmones. El aire que respira un animal en reposo contiene aproximadamente 16CO 16CO 2 . La pres presi´ i´ on o n en el recipiente de la figura 1, disminuye al absorber en hidroxido de sodio la producci´on on de C de C O2 , y esta ultima u ´ ltima es proporcional a la utilizaci´on on del ox´ ox´ıgeno. ıgeno. La tasa metab´ olica olica basal (TMB), es la tasa necesaria para que un animal permane permanezca zca vivo, vivo, varia aria con su tama˜ tama˜ no, no, siendo siendo ma mayo yorr para animales m´as as peque˜ nos. nos. Se mide generalm generalmente ente en Kcal/m2 .h y .h y se determina con la f´ormula: ormula:
T M =
E Kcal/m2 .h S
(1)
Donde E es la energ´a suminsitrada por el ox´ ox´ıgeno (en kcal/h) y S la superficie del animal: S = = kW 2/3
(2)
Donde W es el peso en gf, k es una constante de proporcionalidad: k=8,8 (cobayo), k=9,1 (rata) y S la superficie en cm en cm 2 . Las mediciones medicio nes para la tasa de utilizaci utili zaci´´ıon de ox´ ox´ıgeno indica indican n una relaci relaci´´on o n prom promed edio io de m´ as a s o me meno noss 4,83 4,83 kcal/L de ox´ ox´ıgeno, para la mayoria mayoria de animales.
III.
P ( P (mmHg) mmHg ) 13.63 14.53 15.48 16.48 17.53 18.65 19.83 21.07
INSTR INSTRUME UMENTO NTOS S Y MATER MATERIALE IALES S
1. 01 metabol´ met abol´ımetro ımetro con accesorios ac cesorios.. 2. 10 gramos de hidr´oxido oxido de sodio, potacio o cal sodada. 3. 01 Un tapon para el dep´osito osito de vidrio con dos orificios (uno para el term´ometro ometro y otro para la pipeta). 4. 01 pipeta o tubo de vidrio graduado en cm3 . 5. 01 term´ometro. ometro. 6. 01 un cuy. 7. Agua jabonosa. 8. 01 Un hisopo grande. 9. plastilina fresca o silicona l´ıquida. 10. 01 balanza b alanza de reposter´ rep oster´ıa. ıa. 11. 01 cron´ometro. ometro. IV.
METODO METODO Y ESQUEMA ESQUEMA EXPERIMENT EXPERIMENTAL AL
1. Pesa el animal en gramos y anota. 2. Coloca en el recipien recipiente te el NaCl, introduce introduce el animal dentro del dep´osito osito como se muestra en la figura 1 y tapa herm´ eticamente eticamente con plastilina y/o silicona. Figura 1.
3. Espera unos 5 minutos para que se efect´ue ue el equilibrio de temperatura temperatura dentro del recipien recipiente te y anota esa temperatura T temperatura T 0 .
La presi´on on de vapor de agua a diferente diferentess temperaturas temperaturas se muestra en la tabla 1
4. Humedece el interior de la pipeta en toda su longitud con el hisopo mojado en agua jabonosa.
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2 5. Coloca una pelicula pelicula de agua jabonosa en el extremo libre de la pipeta y observa como avanza a medida que el animal consume O2 . El CO 2 formado ser´a absorvido por el hidr´oxido oxido de sodio.
2. Al observar el valor de la pendiente y sus unidades nos damos cuenta cuenta que nos indica indica el volum volumen en de ox´ ox´ıgeno consumido en una unidad de tiempo, por el roedor (cuy).
6. Con el cron´ometro ometro determina el tiempo requerido para para que el anim animal al 1, 2, 3, 4, 5,.. 5,..., ., 12 cm3 de ox´ ox´ıgeno y anota los resultados resultados en la Tabla I I. No interrumpas el proceso.
3. Teniendo en cuenta el valor de la pendiente se hace la siguiente equivalencia 1cm 1 cm3 =1ml, por tanto
V.
3
ml 0.00243 cm s = 0.00243 s
DATOS DA TOS EXPERIMENT EXPERIMENTALES ALES
3
0.00243 cm s
∗
60s 1min
ml = 0. 0 .1458 min
TABLA 2.
t(s) 4.7 10.2 15.6 20.6 25.4 30.2 36.5 42.5 48.6 54 60.9 67 72.7
VI.
V ( V (cm3 ) 1.05 2.09 3.14 4.18 5.23 6.27 7.32 8.36 9.41 10.45 11.5 12.54 13.59
´ ANALISI Y RESULTADOS
Lo cual equivale a la cantidad de ox´ ox´ıgeno que consume al animal (cuy) por minuto. 4. Adicionalme Adicionalmente nte conociendo el valor valor de la tension tension del vapor de agua P agua P H 23mmHg mmHg a a una temperH O = 23 o atura de 23 C y adem´ as as la presi´on on admosf´ adm osf´erica eric a es de 760mmHg, el cual reemplazando en la ecuaci´on on siguiente se obtiene: 2
P = P atm atm − P H H O 2
P = P = 760mmHg 760mmHg − 23mmHg 23mmHg = = 737mmHg 737mmHg
5. De la ecuaci´on on de estado de los gases ideales, tenemos
1. Al graficar los datos de la tabla 2, se obtiene como resultado:
V 0 =
P T 0 P 0 T V
Donde P 0 = 760mmHg 760mmHg,, P = P atm atm − P H H O , T = 273 + T + T 0 y V el volu volume men n me medi dido do.. Usan Usando do est´ esta´ ecuaci´ on se puede determinar el volumen de O on de O2 consumido en condiciones normales: 2
Q0 =
P (273( Q)) cm3 760(273+ T 0 ) min
Reemplazando todos los valores obtenidos anteriormente se resuleve que: 3
cm Q0 = 0.1304 min
Figura 2. Gr´aficab aficab V Vs t de la tabla de datos 2
6. El consumo de O2 en L/h se puede calcular de la siguiente manera: 3
Cuya pendiente es
cm 0.1304 min
∗
(10−1 )3 1dm3
∗
60min 1h
= 7. 7 .82 82..10
3L h
−
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3 7. Teniendo en cuenta que el vaor cal´orico orico de O2 es apro aprox. x. 4.38 38Kcal/L Kcal/L,, se puede determin determinar ar la cancantidad tidad de calor calor liberad liberadoo duran durante te la oxida oxidaci´ ci´ on o n del ox´ ox´ıgeno en los pulmones del animal (cuy). En un litro se libera una cantidad de calor de 4. 4 .38 38Kcal Kcal,, de lo anterior tenemos el caudal, el cual esta expresado en L/h. Calculare Calcularemos mos el calor liberado liberado por 0,303 0,3035L 5L de agua, luego lo multilicamos el tiempo total en la cual se tomaron los datos (esto es, el ´ultimo ultimo tiempo registrado): 7.82 82..10
3L h
−
∗
4. 4.83 83Kcal/L Kcal/L = = 0.038 038cal/h cal/h = = 6.29 29..10
−
4 cal/s
Entonces multiplicando el tiempo total queda 6.29 29..10
−
4 cal/s
∗
72. 72.7s = 0.46 46cal cal
Por lo tanto se tiene que el calor liberado durante la oxidaci´ıon ıon del ox´ ox´ıgeno es de 0.46 cal. 8. Determinando la superficie corporal del animal y explresandolo en cm en cm 2 , teniendo en cuenta la Ec. 2, se obtiene obtiene
9. La tasa metabolica del animal (cuy) usado en la pr”actica experimental es T M =
0.46∗10−3 865.86x10−4
VII.
= 5. 5 .31 31x x10
3 Kcal/m2 .h
−
CONCLU CONCLUSIO SIONES NES
1. Con los datos de la tabla 2, se obtuvo la grafica 1, representada en la fig.2, cuya pendiente resulta ser de 0.1458 1458ml/min ml/min,, esto esto repres represen enta ta la cantid cantidad ad de ox´ ox´ıgeno (en ml) que consume consume el roedor (cuy) por minito. 2. Se logr”o obtener tambien la cantidad de calor liberado por el roedor ro edor durante la oxidaci”on del ox´ ox´ıgeno en los pulmones de est´ e, e, cuyo valor es de 0.46 cal. 3. Asi mismo se puede dducir que la tasa metab´olica olica basal (TMB), es la tasa necesaria para un animal (el roedor en este caso)permanesca vivo, este varia con su tama˜ no, no, siendo siendo ma mayo yorr para para animal animales es mas pequen˜ nos. nos. 4. Por ultimo u ´ ltimo se obtu´ o la superficie corporal del cuy 865.86 cm2 , para para luego luego obtene obtenerr tambie tambien n la Tasa 3 Metab´ olica, olica, con un valor de 5. 5.31 31x x10 Kcal/m2 .h −
S = = (8. (8.8)(976)2/3 = 865. 865.86 86cm cm2
Siendo el peso del cuy 976 gf.
[1] Quezada-E-y-Aguilar-W-(1994) .FISICA-APLICADA-A-LAS-CIENCIAS-DE-LA-VIDA-Y-LA-S ALUD. Edit.Libertad.Trujillo.Peru.
