Les différents tests sur le sang en altitude - Partie 1
Expérience sur le sang en altitude
Nous avons fait des expériences avec du sang et une cloche à vide.
Nous voulions mettre le sang sous la cloche à vide, le mettre en forte dépression et ensuite observer grâce à des frottis sanguins la différence entre du sang qui aura subit une pression et le sang qui n'aura pas subi de pression. Nous voulions ensuite les comparer avec le nombre d’hématies (globules rouges assurant le transport des gaz respiratoires comme le dioxygène) qui devait changer suite à la pression exercée sur le sang.
Mais cette expérience n'était pas réalisable car le nombre d'hématies ne pouvait pas changer (car le sang ne peut pas communiquer avec les autres organes et donc diminuer).
Néanmoins suite à notre idée nous avons trouvé une alternative. Nous devions prendre du sang et ensuite lui faire subir une dépression. Et analyser la couleur du sang qui a subi une pression et de l'autre sang qui n'a pas subi de pression. Afin d'avoir des résultats précis nous avons eu l'idée d'utiliser un spectrophotomètre.
Avec ces expériences nous voulions montrer que le sang en altitude, donc qui subi une dépression contenait moins de O₂ que celui qui ne recevait pas de pression. Ces expériences pourraient prouver que les personnes allant en altitude ressentiraient des difficultés respiratoires, des essoufflements cardiaques,...
Nous avons trouvé du sang de porc provenant d'un abattoir grâce aux techniciennes de laboratoire du lycée Angers-Le Fresne. Nous l'avons stocké dans des tubes d'anticoagulant donnés par un vétérinaire.
Expérience : Les dilutions
Nous avons commencé par faire des dilutions, car le sang était trop épais pour être mesuré par le spectrophotomètre. On a choisi de dilué le sang dans du sérum physiologique, car c’est un liquide isotonique (même concentration) au sang.
On a essayé avec plusieurs dilutions, comme 1ml, 0.5ml, 50ul, 25ul de sang dans 10ml de sérum avant de parvenir à 20ul.
Sur le spectre d’absorption nous observons deux courbes, celle de 50ul de sang dans 10ml de sérum et celle de 20ul sang dans 10ml de sérum.
La première de 50ul a un stade de saturation, on ne peut pas exploiter ces résultats.
La seconde de 20ul n'a plus de phase de saturation, elle est exploitable.
On observe 3 pics mais l’on ne se concentrera que sur les 2 derniers, puisque d’après l’étoile de la synthèse additive des couleurs, il est normal que le sang absorbe le vert et jaune et le premier pic est celui de la composition (plastique) de la cuve spectrophotométrique.
Tout ces tests nous ont permis de savoir à quelles dilutions travailler. Nous avons donc utilisé la dilution de 20ul sang dans 10ml de sérum pour nos autres expériences.
Expérience sous la cloche à vide n°1
Matériel :
Le sang dilué
Une micro-pipette et ses cônes pour prélever 20 microlitres de sang
Pipette jaugée de 10ml
Des béchers pour les dilutions
Agitateur en verre
Un spectrophotomètre + ordinateur relié
Des cuves spectrophotométriques
Cloche à vide manuelle
Un manomètre
Parafilm
Protocole :
Avant toute manipulation, porter une blouse et mettre des gants.
Avant toute manipulation, porter une blouse et mettre des gants.
Dans une cuve spectrométrique, faire le blanc, c'est-à-dire, remplir une cuve essentiellement de sérum physiologique.
Mettre dans le spectrophotomètre, la cuve spectrométrique le blanc et actionner « l’atelier scientifique » sur l’ordinateur.
Verser dans des cuves spectrométriques le sang dilué. Il faut faire deux cuves, une pour le TEMOIN (sans pression), une pour le TEST (avec pression).
Faire ensuite le spectre d’absorption de la cuve contenant le sang TEMOIN sur l’ordinateur, et observer.
Placer la cuve TEST sous la cloche à vide avec le manomètre (afin de connaitre précisément la pression du vide exercée). Faire le vide dans la cloche, en pompant manuellement jusqu’à 680 hPa.
Remettre à pression atmosphérique dans la cloche, afin de pouvoir l’ouvrir et placer immédiatement un parafilm sur le haut de la cuve afin de ne pas changer la pression sur le sang dans la cuve.
Enfin placer la cuve dans le spectrophotomètre et observer le spectre d’absorption sur l’ordinateur.
Recommencer si besoin.
Expérience
Nous avons mis 2 cuves de sang, l’une sous pression durant 5 min et l’autre non. Nos résultats ne sont pas concluants, nous pensons que nous n'avons pas laissé le sang sous pression assez longtemps pour obtenir un bon résultat.
La courbe TEST se trouve en dessous de notre courbe témoin.
CONCLUSION
Suite à ces expériences nous avons pu trouver quelle quantité de sang il fallait diluer dans les 10ml de sérum pour le reste de nos expériences .
Nos spectres d'absorption étant faux, nous nous demandions pourquoi nous n'obtenions pas les bons résultats. Car en effet, la courbe sur les spectres de nos cuves de sang dilué ayant subi une pression (sous la cloche à vide), ne se trouvent pas au-dessus de la courbe de notre sang dilué témoin (n'ayant subi aucune pression).
Nous nous sommes tournées vers Mme Helme-Guizon (une professeur de classe préparatoire BCPST au lycée d'Angers - Le Fresne), pour comprendre nos résultats.
Et à la réception de la nouvelle cloche à vide électrique plus performante, nous avons dû changer de protocole à l'aide de Mme Helme-Guizon.
Expérience
sous la cloche à vide n°2
Pour nos
expériences, nous avons vu avec Mme Helme-Guizon pourquoi ça ne fonctionnait
pas.
Tout
d'abord, elle nous a dit que notre sang n'avait pas subi une pression assez
grande pour obtenir un résultat concluant. Nous avons dû la refaire à une pression la
plus élevée possible pour voir la couleur du sang devenir plus sombre.
De plus,
elle nous a rappelé qu'il y a deux types d'hémoglobines dans le sang.
Une
hémoglobine oxygénée a une couleur assez rouge vif et une hémoglobine
désoxygénée possède une couleur rouge plus foncée.
Nous
espérions avec notre expérience, sur la même surface totale (= surface qui n'a
pas perdu d'hémoglobines), une différence entre la courbe du spectre
d’absorption témoin et celle test. Sur la courbe test nous aurions dû avoir un
des deux pics plus grand que l’autre, cela aurait expliqué la désoxygénation
du sang. Et nous aurions pu le montrer quantitativement.
Pour notre
nouvelle expérience, dans la cloche à vide, nous utiliserons des bougies avec
notre cuve de sang dilué, tous les effets vont s’additionner pour avoir dans
notre sang moins d’hémoglobines oxygénées. La bougie consomme de l’oxygène,
produit du CO2, est acide et chauffe, toutes les conditions sont réunies pour
favoriser le passage de la forme oxygénée à la forme désoxygénée.
Normalement
sur notre spectre d’absorption de notre cuve TEST, il y aura un décalage au
niveau des pics des hémoglobines (un plus grand et donc l’autre plus petit), ainsi on pourra prouver quantitativement que le sang a des hémoglobines
désoxygénées.
Protocole
2
Matériel :
Le sang
dilué
Micropipette
et ses cônes pour prélever 20um de sang
Pipette
jaugée de 10mL
5 béchers
de 50mL pour les dilutions
Agitateur
en verre
Spectrophotomètre
+ ordinateur relié
Cuves
spectrophotométriques
Cloche à
vide électrique
Manomètre
Parafilm
Protocole :
avant toutes manipulations porter une blouse et
mettre des gants
Dans une
autre cuve spectrométrique, faire le "blanc", c’est à dire remplir une cuve de
sérum physiologique.
Mettre dans
le spectrophotomètre, la cuve spectrométrique de "blanc" et actionner
« l’atelier scientifique » sur l’ordinateur.
Verser dans
deux cuves spectrométriques le sang dilué. Il faut faire deux cuves, une
pour le TEMOIN (sans pression), une pour le TEST ( avec pression).
Faire
ensuite le spectre d’absorption de la cuve contenant le sang TEMOIN sur
l’ordinateur, et observer.
Placer la
cuve TEST sous la cloche à vide, ajouter une bougie et mettre le manomètre.
Faire le
vide dans la cloche à la plus grande pression possible.
Exercer une
pression jusqu’au changement de couleur.
Remettre à
pression atmosphérique dans la cloche, afin de pouvoir l’ouvrir et de placer
immédiatement un parafilm sur le haut de la cuve.
Placer la
cuve dans le spectrophotomètre et observer le spectre d’absorption sur
l’ordinateur.
Recommencer
si besoin.
Expérience
Courbe rouge, TEMOIN 0min.
Courbe jaune, TEST 45min après (à 334 hPa).
Courbe rose, TEST, sang resté 15min sous la cloche (à 80 hPa).
Courbe bleue, sang resté 1min à pression maximale de la cloche (à 50 hPa).
Ce graphique montre 4 tests dont la cuve TEMOIN qui nous servira de
référent. Les deux courbes bleue et rose se situent au dessus de notre courbe TEMOIN, et la courbe jaune se trouve en dessous de la courbe TEMOIN.
La pression maximale correspond à la pression à partir de laquelle le
sang se met à bouillir (aucune chaleur n'est émise), la courbe bleue n’est donc pas exploitable, car notre
sang ne bout pas dans nos veines.
On ne peut rien déduire de nos courbes, si notre expérience avait été
concluante alors les courbes d'absorption se seraient trouvées au-dessus de la
courbe rouge du TEMOIN.
On aurait dû voir sur les courbes rose et jaune, une diminution au niveau du
pic des hémoglobines oxygénées et une augmentation du pic des hémoglobines
désoxygénées.
CONCLUSION
Pour nos
dernières expériences, nous avons discuté avec Mme Helme-Guizon. Nous en avons
conclu que nos résultats ne sont pas exploitables, même si toutes les
conditions nécessaires étaient réunies pour faire passer le sang à la forme
désoxygénée , cela n'a pas fonctionné.
L'expérience
n'est peut-être pas concluante à cause du sang utilisé, notre sang a peut-être
plus ou moins d'hémoglobines dans notre cuve cela fausse donc peut-être nos
résultats et les rend inutilisables.
CONCLUSION TOTALITÉ DES
Au fil des séances nous avons beaucoup appris sur la manipulation du
matériel, comme sur le spectrophotomètre, la cloche à vide, les micro-pipettes,
le manomètre ainsi que de nombreuses connaissances sur le sujet.
Toutes ces séances n’ont été ni inutile ni une perte de temps.
Toutes ces séances n’ont été ni inutile ni une perte de temps.
Malgré tout, ces résultats ne sont pas exploitables, mais nous gardons
quand même notre expérience qui était de voir le changement de couleur du sang.
Nous vous invitons à voir notre article, Les différents tests sur le sang en altitude - Partie 2.
