De marathon in een model

In het lichaam moet van alles worden geregeld om de marathonafstand van 42,2 kilometer hardlopend af te kunnen leggen. Om enig inzicht te krijgen in alle systemen die daaraan meewerken, kun je een computermodel gebruiken. Modelvorming is in je examenprogramma opgenomen bij subdomein A7.

Bekijk de video over de marathon van Amsterdam 2023. Tijdens deze marathon liep Anne Luijten de limiet voor de Olympische Spelen van 2024. Ze werd hier 50e in 2 uur en 33 minuten; Sifan Hassan won de gouden medaille. Download en open het Coach-model marathon23.cmr7 hieronder. Daarmee kun je allerlei zaken in het lichaam van een hardloper modelmatig onderzoeken. Maak daarna met behulp van Coach de opdrachten.

---

Opdrachten

De beginwaarden van het Coach-model zijn gebaseerd op de situatie voor de start van de marathon van Amsterdam.
− Activiteit: 5 kJ per minuut
− Buitentemperatuur: 15 ˚C
− Wind: stand 2 = zacht briesje
− Kleding: stand 1,2 = trainingspak
− Relatieve luchtvochtigheid: 60%
− Lichaamstemperatuur: 37,2 ˚C

Het model berekent de lichaamstemperatuur en de zweetproductie over een periode van 200 minuten (3 uur en 20 minuten) als je het model runt (laat doorrekenen).

1 De activiteit van de lopers voorafgaand aan de marathon van Amsterdam in oktober is laag: ze zijn nog in rust en wandelen wat. Het is herfst: het is fris, het regent en er is niet veel wind. Anne heeft een trainingspak aan, dat ze pas kort voor de wedstrijd uitdoet.
a In beeld zie je haar lichaamstemperatuur vóór de start, als ze haar trainingspak aanhoudt (situatie 1). Noteer de uitkomst in 2 decimalen nauwkeurig.
b Laat het model nu berekenen wat haar lichaamstemperatuur wordt vóór de start als ze het trainingspak al eerder zou uitdoen en ze alleen haar atletiekhemdje aan heeft (situatie 2). Pas de waarde ‘kleding’ aan en druk op de startknop. Noteer de uitkomst in 2 decimalen nauwkeurig.
c Op welke wijze zorgt de kleding voor het gevonden verschil in lichaamstemperatuur tussen de situaties 1 en 2?

2 Tijdens de marathon is er een groot verschil in snelheid en dus in activiteit van de lopers. Zo zijn er trage lopers (groep P) en snelle lopers met o.a. Anne (groep Q). De waarde van de activiteit van de snelle lopers is 30 kJ per minuut en die van de trage lopers 15 kJ per minuut. Ga ervan uit dat beide groepen in een atletiekhemdje lopen bij een zacht briesje en 15 ˚C.
a Bepaal met behulp van het model voor de groepen P en Q de gemiddelde zweetproductie tijdens de marathon in mL per minuut en de lichaamstemperatuur in ˚C. Noteer de gevonden waarden van de zweetproductie en de lichaamstemperatuur.
b Welk effect op de lichaamstemperatuur heeft het verschil in zweetproductie dat je hebt gevonden tussen de groepen P en Q?

3 Anne loopt met een activiteit van 30 kJ per minuut in een atletiekhemd bij een relatieve luchtvochtigheid van 60%, een buitentemperatuur van 15 ˚C en een zacht briesje.
Door welke van de volgende veranderingen zou het kwijtraken van warmte tijdens het marathonlopen voor haar dan het meest worden bemoeilijkt?
A van zacht briesje naar harde wind
B van 60% naar 70% luchtvochtigheid
C van een buitentemperatuur van 15 ˚C naar een buitentemperatuur van 25 ˚C
D van atletiekhemd naar trainingspak

4 Op welke waarde zou je de activiteit in het model moeten zetten om de ruststofwisseling te bepalen?

5 Waardoor gaat een mens dood boven een lichaamstemperatuur van 42 ˚C?

6 In het gebruikte model zijn de invloeden van verschillende parameters bekeken, zoals buitentemperatuur, wind, kleding en relatieve vochtigheid.
Bedenk nog twee parameters die van invloed kunnen zijn op de prestatie van een marathonloper.

Van de makers van Biologie voor jou