L`appareil ventilatoire

Formation Niveau 4 - Guide de Palanquée
L’appareil ventilatoire
(3 parties: ventilation,
ventilation circulation, échanges gazeux)
CTD 67. 23 janvier 2013 – Hélène Thomas
L’objectif de ce cours
Hier: Principes de physique utiles en plongée
Aujourd’hui: Anatomie et physiologie, le fonctionnement de notre corps
La ventilation, la circulation, les échanges gazeux = La respiration, la vie!
et toutes les modifications dues à notre activité
Demain: une meilleure compréhension des accidents de plongée
Non pas pour les prendre en charge mais tout faire pour les éviter
PREVENTION
Plan du cours
1.
Les voies aériennes supérieures
2.
Les poumons ou voies aériennes inférieures
3.
Les volumes pulmonaires
4.
Les modifications de la ventilation en plongée
Voies aériennes
supérieures
Voies aériennes
inférieures
1. Les voies aériennes supérieures
Sinus frontaux
Sinus maxillaires
Narines
Pharynx
Palais
Orifice de la
trompe d’eustache
(gorge)
Clapet air / aliments, déglutition
(Epiglotte)
Larynx (son)
Trachée (air)
Aliments (Œsophage)
Glotte (orifice)
ma
sq
ue
Les sinus:
filtrent, réchauffent et humidifient l’air
(en général, environ 300ml d’eau
éliminé par les poumons juste pour
humidifier l’air inspiré)
Trajet de l’air en plongée:
Air non filtré, non réchauffé,
non humidifié.
Notre corps s’en charge:
déshydratation
Glotte: Un orifice entre les 2 cordes vocales.
En cas de stress, froid, ou pénétration
d’eau dans les fosses nasales, spasme réflexe
qui ferme la glotte. Risque de SP
2. Les poumons
Poumon droit
Poumon gauche
trachée
Muscles intercostaux
Bronches souches
hile
Plèvre:
2 feuillets
(vide pleural)
Cage thoracique
viscéral
pariétal
COEUR
Bronches,
Puis bronchioles
alvéoles
Diaphragme: muscle respiratoire
3. Les volumes pulmonaires
EXPIRATION
Le diaphragme est relâché.
le volume de la cage thoracique
diminue. L’air est expulsé
par la pression Intra-pulmonaire
INSPIRATION
Le diaphragme est tendu.
le volume de la cage thoracique
augmente. L’air est aspiré
par la dépression Intra-pulmonaire
Les volumes pulmonaires en plongée
Les volumes pulmonaires en plongée
VRI (2l)
Capacité
Vitale: 4l
VC (0.5l)
VRE (1.5l)
V. Résid
1.2l
Esp. mort (0.15l)
V résid
Ventilation normale Plongeur débutant:
au repos
L’amplitude augmente
La fréquence augmente
Le plongeur force
l’inspiration
Il ne parvient pas encore
à bien expirer
Plongeur expérimenté:
L’amplitude augmente
La fréquence diminue
Le plongeur insiste
sur une expiration
prolongée
•
Capacité vitale = VC + VRI + VRE = 4l
•
Volume résiduel: air restant dans les poumons à la fin d’une
expiration forcée. Participe quand même aux échanges gazeux
mais n’est pas évacué.
•
L’espace anatomique mort: dans ce volume résiduel, c’est
l’espace ne participant pas aux échanges gazeux
car situé en dehors des alvéoles (nez, bouche,
pharynx, trachée...)
4. Les modifications de la ventilation en plongée
V. Résid
1.2l
Esp. mort (0.15l)
V résid
VRI (2l)
Capacité
Vitale: 4l
VC (0.5l)
VRE (1.5l)
Plongeur en
situation normale
Plongeur en effort
Plongeur en
essoufflement:
Grande amplitude
L’amplitude augmente
L’amplitude augmente
Fréquence modérée La fréquence augmente la fréquence diminue
dans le VRI et même
dans l’espace mort =
Ventilation inefficace
Votre comportement de GP
• Entretenir et vérifier son détendeur
• Planifier la plongée de façon à faire évoluer votre palanquée
dans un environnement calme et protégé
• Adapter la plongée à l’état physique et psychologique des plongeurs
• Vérifier le lestage de vos plongeurs
• Observer vos plongeurs et leur comportement, pendant la plongée :
(respiration, calme, maitrise du niveau d’immersion...)
• Les protéger du courant
• Eviter les situations pouvant engendrer risque et stress..........
Adapter
Planifier
Observer
PREVENTION
Vérifier
Protéger
Entretenir
Eviter
Formation Niveau 4 - Guide de Palanquée
L’appareil circulatoire
(3 parties: ventilation,
ventilation circulation, échanges gazeux)
CTD 67. 23 janvier 2013 – Hélène Thomas
Plan du cours
Les différentes parties de l’appareil circulatoire
Le fonctionnement de l’appareil circulatoire
Les différentes parties de l’appareil circulatoire
1.
le cœur: une pompe
2.
Les vaisseaux sanguins (artères, veines, capillaires)
3.
le sang
4.
les poumons
5.
Le transport des gaz dans le sang
1. Le cœur
Une pompe: le myocarde
entre les 2 poumons
dans le médiastin
Cœur
Le muscle du myocarde
Veines caves
Crosse aortique
(artères carotide et sous Clavière)
Artères pulmonaires
Oreillette gauche
Veines pulmonaires
Oreillette droite
valvules
valvules
Ventricule gauche
Ventricule droit
Cœur droit
Veines caves
Cœur gauche
Le cœur:
•
Fait circuler, distribue le sang vers les vaisseaux
•
2 pompes: droite et gauche
•
Dans chaque pompe 2 parties: oreillette et ventricule
•
Des valvules: pour éviter le reflux
Les flux:
•
Quand le muscle se contracte: une systole
Le sang est chassé
•
Quand le muscle se relâche: une diastole
Le sang arrive
Le rythme cardiaque:
•
C’est le nombre de cycles par minute
70 pulsations/minute normalement
en dessous de 60 contractions/min: bradycardie,
au dessus de 100 contractions/min: tachycardie
•
Peut augmenter énormément en cas de:
Froid
Stress
Effort...
Le débit cardiaque:
•
C’est le nombre de litres par minute
•
De 5l/min à 30l/min
2. Les vaisseaux sanguins
Les artères amènent le sang du
cœur vers les organes:
•
Diamètre de 0.4 à 2.5cm
(aorte)
•
Parois plus épaisses
•
Artères/artérioles/capillaires
Les veines amènent le sang des
organes vers le cœur:
• Pas plus petites
(de 0.5 à 3 cm pour veine cave)
• Mais parois plus minces
• Et plus extensibles
• Veines/veinules/capillaires
• Environ 60% du volume sanguin
Les capillaires servent aux
échanges gazeux:
•
Parois très fines
•
Elastiques et contractiles
•
Environ 7000m2
de surface d’échange
Phénomène de vasoconstriction:
Plusieurs raisons possibles:
la pression hydrostatique, la combinaison, le froid
Conséquences:
• diminution du calibre des vaisseaux sanguins,
pour réduire la circulation vers les périphéries,
et se concentrer vers les organes vitaux.
•
Le cœur reçoit alors un afflux sanguin important.
Rôle du système nerveux qui régule ce phénomène:
• Grâce à des récepteurs sensibles aux différences de pression,
baisse de la fréquence cardiaque.
•
Grâce à des récepteurs sensibles aux volumes sanguins,
la masse sanguine qui afflue vers le cœur, est diminuée pour que le
cœur retrouve un rythme normal.
•
Le trop plein est éliminé par urine
(diurèse d’immersion ou diurèse du froid)
Phénomène de vasodilatation:
En cas de chaleur, par exemple,
augmentation du calibre des vaisseaux sanguins,
pour vasculariser tout le corps
et augmenter les échanges thermiques vers les périphéries (peau)
3. Le sang
•
On parle de
sang bleu: chargé en CO2
sang rouge: chargé en O2
•
Il représente 8% de notre poids total
•
Composé d’un liquide: le plasma
•
Le sang véhicule les globules rouges, les globules blancs,
les plaquettes, les nutriments, les gaz...
•
Il évacue les déchets par les reins et la peau ou en les acheminant
vers les poumons (CO2 par ex)
4. Le transport des gaz dans le sang
CO2:
87% sous forme d’acide
carbonique
5% sous forme dissoute
8% fixé sur l’hémoglobine
N2:
100% sous forme
dissoute dans le plasma
O2:
98% fixé sur les hèmes
2% sous forme dissoute
CO: même site que O2
Fixé sur les hèmes
(0.1% de Co sur les hèmes
réduit de moitié la capacité
de transport de l’O2)
5. Les poumons (rappel)
Poumon droit
Poumon gauche
trachée
Muscles intercostaux
Bronches souches
hile
Cage thoracique
viscéral
Plèvre:
2 feuillets
pariétal
COEUR
Bronches,
Puis bronchioles
alvéoles
Diaphragme: muscle respiratoire
Le fonctionnement de l’appareil circulatoire
1.
la petite circulation ou circulation pulmonaire
2.
la grande circulation ou circulation générale
3.
le FOP
1. La petite circulation ou circulation pulmonaire
Circulation
entre le cœur et les poumons
Artère
aorte
Veines caves
2. Grande circulation
Cerveau et
membres
supérieurs
ou circulation générale
Transport du sang
rouge du cœur
vers les organes
et les tissus
Transport du
sang bleu des
organes vers
Le cœur
Organes et
membres
inférieurs
le rôle du système nerveux dans la
régulation de la circulation
Quand le sang est chargé en CO2,
les chémorécepteurs centraux (bulbes rachidiens) et
les chémorécepteurs périphériques (des carotides et de l’aorte)
augmente la fréquence cardiaque et l’amplitude ventilatoire
pour réguler le taux de CO2 dans le sang.
3. Le FOP: Foramen ovale perméable
Chez l’embryon, pas de circulation
pulmonaire. L’oxygénation se fait par le
placenta.
Donc le sang passe directement de
l’oreillette droite à l’oreillette gauche
Parfois il n’est pas bien fermé chez les
Adultes (25 à 30% de la population)
•
Si la pression augmente dans l’oreillette droite (effort, gonflage à la
bouche, toux, manœuvre de Valsalva à la remontée...), l’ouverture
du FOP est forcée et les bulles de N2 passe dans la grande
circulation
•
Le FOP est détectable par écho doppler ou échocardiographie
•
Une contre indication?
•
Modifier notre comportement!
Formation Niveau 4 - Guide de Palanquée
Les échanges gazeux
(3 parties: ventilation,
ventilation circulation, échanges gazeux)
CTD 67. 23 janvier 2013 – Hélène Thomas
Les échanges gazeux
1.
Le principe des échanges gazeux
2.
Les échanges alvéolaires
3.
Les échanges tissulaires
•
Rappel sur les pressions partielles:
Dans un mélange gazeux, la pression partielle d’un gaz est celle
qu’il aurait s’il occupait seul tout le volume occupé par ce mélange.
La pression absolue est la somme des pressions partielles de
chaque gaz constituant ce mélange.
Pabs = PPO2 + PPN2
(PP = Pabs x %gaz)
Par exemple, l’air se compose, pour une pression de 1b de pression
absolue de:
0.2b O2 + 0.8b N2
PPO2 + PPN2
1. Le principe des échanges gazeux:
Par diffusion:
Permet à l’O2 et au CO2 de traverser les membranes des alvéoles,
capillaires sanguins et cellules
Possible grâce à la différence des pressions partielles de part et
d’autre des membranes.
Les échanges se font: des pressions partielles les + hautes
vers les pressions partielles les + basses
Les échanges tissulaires
Sang / tissus
Cerveau et
membres
supérieurs
Les échanges alvéolaire ou
hématose
Transport du sang
rouge: du cœur
vers les organes
et les tissus
Transport du
sang bleu:
des organes
vers le cœur
Les échanges tissulaires
Sang / tissus
Organes et
membres
inférieurs
2. Les échanges alvéolaires
Alvéole
AIR INSPIRE (chargé en O2)
CO2
Sang artériel
CO2
O2
O2
Sang veineux
3. Les échanges tissulaires
Muscle
CO2
O2
Sang veineux
CO2
O2
Sang artériel
En plongée:
Cas particulier du N2:
•
C’est un gaz inerte
•
Ne participe pas vraiment aux échanges gazeux
Passe des alvéoles aux capillaires sanguins à la descente
Passe des capillaires vers les alvéoles à la remontée
•
le N2 circule et est apporté aux tissus qui se chargent à
la descente et inversement à la remontée
Alvéole
AIR INSPIRE (chargé en O2)
CO2
O2
N2
Sang artériel
CO2
N2
N2
N2
O2
Sang veineux
3. Les échanges tissulaires
Muscle
CO2
O2
N2
Sang veineux
N2
N2
CO2
N2
O2
Sang artériel
En cas d’ouverture du FOP
En cas de shunt
ou engorgement pulmonaire
AIR INSPIRE (chargé en O2)
CO2
O2
N2
Sang artériel
CO2
N2
N2
N2
Alvéole
O2
Sang veineux
RISQUE D’ADD !!
Le système veineux de la moelle épinière
est à faible débit.
Ce qui explique peut-être pourquoi il y a
plus d’ADD médullaires
Des questions?