Questions aux experts
Biologie humaine
Calcul de débit sanguin
Bonjour,
Nous étudions le cœur et la circulation.
Au cours d'une expérience nous avons transvasé 4 litres d'eau d'un récipient à un autre en utilisant une tasse pouvant contenir 20 cl de liquide. Selon le protocole de l'expérience, les 4 litres d'eau représentaient la quantité de sang contenu dans le corps d'une personne et les 20 cl représentaient le sang pouvant être contenu dans le cœur. Le transvasement des 4 litres d'eau était censé représenter le voyage de tout notre sang dans le corps, ce voyage s'effectuant en 1 minute.
Avec les élèves, nous avons calculé que si à chaque pulsation notre cœur envoie 20 cl de sang dans le corps, étant donné que les enfants ont un rythme cardiaque de 85 en moyenne, cela fait beaucoup plus de 4 litres à la minute...
Il y a sûrement une mauvaise compréhension quelque part.
Pourriez-vous nous apporter sur ce point quelques éclaircissements et nous dire ce qui cloche dans notre expérience ou dans son analyse.
merci.
Bonjour,
En fait, les choses sont un peu plus compliquées...
D'abord, le cœur est divisé en deux parties envoyant chacune du sang dans un réseau de vaisseaux différent (pulmonaire pour le cœur droit, circulation générale pour le cœur gauche).
Le débit des deux parties est forcément égal en moyenne (elles sont "bout à bout", le sang passe successivement dans les deux). Donc, si l'on fait la somme du débit des deux parties, on obtient le double du débit du cœur gauche, qui alimente seul la circulation générale.
D'autre part, le sang contenu dans le cœur n'est pas éjecté en totalité à chaque battement. Chaque partie (gauche et droite) est elle-même divisée en deux "sous-parties" : oreillette (ou atrium), et ventricule. Or quand l'une se vide, l'autre se remplit, et inversement. De plus, quand elles se vident, elles ne le font jamais complètement (le ventricule gauche, par exemple, se vide en moyenne pour un adulte au repos de 65 % seulement à chaque battement, c'est la "fraction d'éjection", et son volume est de l'ordre de 150 ml en fin de remplissage).
Pour simplifier et illustrer, (toujours pour un adulte au repos) on peut considérer que le cœur éjecte en moyenne 70 ml (7 cl) (dans chacun des 2 circuits) par battement. Pour une fréquence de 75 battements par min, ça fait donc un débit cardiaque de 5,25 l / min, et pour un volume total de sang de 5 l., ça fait bien en effet l'éjection d'un volume de sang équivalent au total de l'organisme à chaque minute. Ce débit peut être multiplié au maximum par 5 à l'effort...
(Si l'on reprend vos chiffres, il faut diviser par deux les 20 cl (10 sont dans le circuit pulmonaire, et 10 dans celui de la circulation générale), et n'en prendre que 65 %, le cœur ne se vidant pas entièrement, ce qui ferait environ 6,5 cl, et abouti à un débit de 6,5 x 85 soit environ 550 cl, ou 5,5 l / min.).
Par ailleurs, les chiffres sont en fait variables selon les individus, et sont assez bien corrélés avec la surface corporelle, que l'on peut estimer à partir du poids, de la taille et du sexe...
- Se connecter ou s'inscrire pour poster un commentaire
Vous souhaitez aborder ce sujet avec vos élèves ?
Consultez nos ressources pour la classe !
Mais non, il n'y a pas de mauvaise compréhension, juste des chiffres un peu faux, et chacun dans un sens différent ...
Pour un adulte, le volume sanguin est plutôt de 5 à 6 litres, et le "volume systolique" (la quantité de sang éjectée par chaque contraction du cœur) d'environ 10 cl. Comme la fréquence cardiaque de repos d'un adulte est aux alentours de 60 battements par minute, on obtient bien 60*0.1=6 litres par minute. Le cœur peut sans doute contenir plus de 10 cl, mais il n'éjecte pas tout son contenu à chaque fois.
Néanmoins, lors d'un effort sportif, la fréquence cardiaque augmente, et la quantité de sang éjectée à chaque battement également, si bien qu'on peut arriver à 40 ou 50 litres par minute.