Le débit cardiaque : DC = fC × VES

À chaque contraction (systole), un ventricule éjecte un certain volume de sang dans l’artère qui en part : c’est le volume d’éjection systolique (VES), en millilitres.

Le cœur se contracte un certain nombre de fois par minute : c’est la fréquence cardiaque (fC), en battements par minute.

Le volume de sang éjecté par un ventricule en une minute est le débit cardiaque (DC). On ne somme pas les débits des deux ventricules pour définir cette grandeur. Si chaque battement éjecte le même volume, il suffit de multiplier :

Si le volume varie au cours de la minute, on utilise le VES moyen des battements de cet intervalle et leur fréquence sur ce même intervalle. Le programme de biologie et physiopathologie humaines demande de déterminer le VES et de calculer la fréquence et le débit.

Unités. Avec fC en battements par minute et VES en millilitres, le produit est en millilitres par minute. On l’exprime le plus souvent en litres par minute : $1$ L $= 1000$ mL, donc on divise par $1000$.

Retourner la relation. Connaissant deux des trois grandeurs, on retrouve la troisième :

Ces divisions supposent respectivement une fréquence non nulle et un VES non nul. Une méthode pratique consiste à exprimer le débit en mL/min : le résultat sort alors directement en millilitres (pour le VES) ou en battements par minute (pour fC). Un autre système d’unités cohérent convient également.

Lien avec la régulation. À VES fixé, augmenter la fréquence augmente le débit ; à fréquence fixée, augmenter le VES augmente le débit. Dans l’organisme, ces grandeurs peuvent varier ensemble : une fréquence élevée peut réduire le temps de remplissage et le VES. Une hausse de fréquence ne garantit donc pas une hausse du débit. La régulation étudiée lors d’une hémorragie peut contribuer à une compensation, sans garantir le maintien du débit.

1. Calculer un débit. fC $= 52$ battements par minute ; VES $= 125$ mL.

2. Retrouver une fréquence. DC $= 4{,}5$ L/min ; VES $= 45$ mL.

• Débit en mL/min : $4{,}5 \times 1000 = 4500$ mL/min.
• $f_C = \dfrac{4500}{45} = 100$ battements par minute.

Contrôle de vraisemblance. Dans le premier cas, $52 \times 125 \approx 50 \times 130 = 6500$ : l’ordre de grandeur est cohérent ; ce contrôle ne prouve pas à lui seul que le calcul exact est correct.

Le même débit peut venir de combinaisons très différentes. Ces valeurs sont construites pour comparer des produits ; elles ne définissent pas des valeurs physiologiques normales :

Sur un graphique VES en fonction de fC, ces points sont sur une même courbe : quand l’un double, l’autre doit être divisé par deux pour garder le même débit (grandeurs inversement proportionnelles à débit fixé).