Valintakoe B: Lääketiede ja biotieteet
Miten sydämen minuuttitilavuus lasketaan?
Minuuttitilavuus on verimäärä, jonka sydämen kammio pumppaa minuutissa. Se lasketaan kertomalla iskutilavuus eli yhden lyönnin verimäärä sykkeellä. Levossa aikuisen iskutilavuus on noin 70 ml ja syke noin 70 lyöntiä minuutissa, joten minuuttitilavuus on noin 4,9 litraa minuutissa, eli koko veritilavuus kiertää levossa noin kerran minuutissa.
Iskutilavuus on kahden tilavuuden erotus. Kammio täyttyy diastolen aikana loppudiastoliseen tilavuuteen, ja supistuksen jälkeen siihen jää loppusystolinen tilavuus. Erotus on se veri, joka lähti liikkeelle.
Ejektiofraktio kertoo, kuinka suuren osan täytöstä kammio työntää ulos. Terveellä ihmisellä levossa se on noin 60 %. Sydämen vajaatoiminnassa ejektiofraktio voi laskea selvästi.
Rasituksessa minuuttitilavuus voi kasvaa moninkertaiseksi, koska sekä syke että iskutilavuus kasvavat. Sympaattinen hermosto nostaa sykettä ja supistusvoimaa, ja lihasten pumppu lisää laskimopaluuta, jolloin kammio täyttyy paremmin.
Kaava
Minuuttitilavuus = iskutilavuus · syke. Iskutilavuus = loppudiastolinen tilavuus − loppusystolinen tilavuus. Ejektiofraktio = iskutilavuus / loppudiastolinen tilavuus.
Esimerkki
Vasemman kammion loppudiastolinen tilavuus on 120 ml ja loppusystolinen 50 ml, ja syke on 70/min. Laske iskutilavuus, ejektiofraktio ja minuuttitilavuus. Rasituksessa iskutilavuus nousee 110 ml:aan ja syke 170/min. Mikä on minuuttitilavuus nyt?
- Iskutilavuus: 120 ml − 50 ml = 70 ml.
- Ejektiofraktio: 70 ml / 120 ml ≈ 0,58 eli noin 58 %.
- Minuuttitilavuus levossa: 70 ml · 70/min = 4 900 ml/min ≈ 4,9 l/min.
- Rasituksessa: 110 ml · 170/min = 18 700 ml/min ≈ 18,7 l/min, eli lähes nelinkertainen.
Tyypillinen virhe
Tavallinen virhe on jättää millilitrat muuntamatta litroiksi tai käyttää loppudiastolista tilavuutta iskutilavuutena. Iskutilavuus on aina erotus, koska kammio ei tyhjene supistuksessa kokonaan.
Valintakokeessa B
Verenkierto kuuluu lukion biologiaan, ja valintakoe B arvioi matemaattis-loogista päättelyä. Kun aineisto antaa sykkeen ja tilavuuksia, minuuttitilavuuden lasku on suora keino verrata arvoja normaaliin.
Missä kurssissa tämä opetetaan
SmartVK:n valintakoe B -kurssin luvussa 7: Verenkierto ja hengitys. Katso kurssin sisältö.
Kysymyksiä
Mikä on ejektiofraktio?
Ejektiofraktio on osuus, jonka kammio työntää ulos yhdellä supistuksella siitä verestä, joka siihen täyttövaiheessa kertyi. Se lasketaan jakamalla iskutilavuus loppudiastolisella tilavuudella. Levossa terveen ihmisen arvo on noin 60 %, ja se kertoo kammion pumppausvoimasta.
Pumppaavatko oikea ja vasen kammio saman määrän verta?
Pitkällä aikavälillä kyllä. Iso ja pieni verenkierto ovat sarjassa, joten jos oikea kammio pumppaisi pysyvästi enemmän kuin vasen, verta kertyisi keuhkoihin. Yksittäisten lyöntien välillä pientä eroa voi olla, mutta se tasoittuu nopeasti.