Cours N4 du 17/11/15
Laetitia SICARD
Le système cardiaque
Plan
1. Le cœur
-Schéma et fonctionnement
-Les veines et artères
- Le FOP
2. Le sang
-Rôle et Composition
-Le transport des gaz
3. La circulation sanguine
-La circulation pulmonaire
-La circulation générale
-La modification des volumes sanguins et déshydratation
Justification :
Le système cardio-vasculaire est au centre des fonctions vitales puisqu’il permet au sang de transporter les
nutriments nécessaires au bon fonctionnement de nos cellules et dans un même temps de les soustraire aux déchets
produits. Ilest aussi particulièrement sollicité en plongée et la connaissance des contraintes qu’il subit nous permet
d’adapter au mieux notre comportement.
1. Le cœur
-Schéma et fonctionnement
Schéma
Le cœur est un muscle creux constitué d’un tissu musculaire épais : le myocarde. Il se situe dans l’espace entre les 2
poumons : le médiastin. C’est une double pompe dont les 2 circuits sont indépendants. Chaque pompe se compose
d’une oreillette et d’un ventricule.
- Le cœur droit gère le sang revenant des organes et l’envoie aux poumons pour se faire « nettoyer » : il est pauvre
en O2 et riche en CO2 (déchet produit).
-
- Le cœur gauche gère le sang revenant des poumons et l’envoie aux différents organes pour les alimenter : il est
riche en O2 et épuré du CO2 en excès.
Un cycle cardiaque se décompose comme suit :
Le sang revient des organes par les veines cave supérieure et inférieure : c’est le sang carbonaté, il pénètre dans
l’oreillette droite qui se contracte pour l’envoyer dans le ventricule. La présence de la valve tricuspide (clapet anti
retour) empêche le reflux du sang dans l’oreillette lors de la contraction ventriculaire. Le ventricule droit va donc
envoyer le sang aux poumons pour y être traité, via les artères pulmonaires.
Une fois nettoyé, le sang hématosé (sang riche en O2 et pauvre en CO2) revient au cœur, gauche cette fois, pour
être envoyé aux cellules des organes afin de les alimenter. Il arrive par les veines pulmonaires, entre dans l’oreillette
gauche qui le propulse dans le ventricule gauche, la valve mitale se referme pour éviter le reflux et le ventricule se
contracte pour envoyer le sang dans la crosse aortique qui va répartir le flux dans les artères carotides , sous clavière
et aorte thoracique.
Plusieurs cycles cardiaques composent le rythme cardiaque. Celui-ci est d’environ 70 pulsations par minute est peut
être doublé en cas d’effort. Le ralentissement du rythme cardiaque est appelé bradycardie. Notons le cas de la
bradycardie réflexe qui se produit lorsque les lèvres et narines sont au contact de l’eau froide. Au contraire
l’accélération du rythme cardiaque se nomme la tachycardie (sup à 100 pulsations par minute)
Au repos, le cœur brasse environ 5 L de sang par minute et environ 30L par minute en cas d’effort : on parle de
débit cardiaque.
Systole : période de contraction du cœur pour expulser le sang
Diastole : période de relâchement du cœur permettant le remplissage des oreillettes
- Les veines et les artères
Schéma
Ce sont les conduits dans lesquels circule le sang.
Les artères : elles sont élastiques et peuvent se contracter, jouant ainsi un rôle de régulation du débit sanguin. Elles
partent du cœur pour emmener le sang aux différents organes : c’est le réseau artériel. La plus grosse est l’aorte
avec un diamètre de 2,5cm, viennent ensuite les artères moyennes et les artérioles et enfin les capillaires. Ces
derniers représentent un maillage extrêmement fin, au contact des cellules permettant l’échange gazeux (O2 et
CO2).
Les veines : le circuit retour : une fois l’O2 déchargé et Le CO2 chargé, le sang quitte les capillaires, emprunte les
veinules, les veines et rejoignent les veines caves d’un diamètre de 3cm. Les veines caves ramènent le flux au cœur
droit qui va le propulser aux poumons. Les veines des membres inférieures sont «équipées de valvules qui aident la
progression du sang vers le cœur et empêche son retour en arrière.
- Le Foramen Ovale Perméable
Au stade embryonnaire, l’être humain ne ventile pas, son sang est épuré au niveau placentaire. Il possède donc une
communication entre l’oreillette droite et gauche. Cet orifice se referme solidement à la naissance, isolant ainsi les 2
parties du cœur afin de détourner le sang veineux vers les poumons.
Schéma
Chez environ 30 % des personnes adultes, cet orifice ne se s’étanche pas suffisamment. C’est sans conséquence sur
terre mais en plongée la dissolution d’azote dans le sang et la présence de bulles silencieuses dans la circulation
veineuse change la donne.
Dés lors une mise en surpression du thorax va provoquer le passage de sang veineux ,porteur de bulles d’azote,
dans le sang artériel destiné aux organes et notamment au cerveau.
Un effort du type
- effort de palmage
- gonflage de stab à la bouche
- vasalva à la remontée
-toux, éternuement,… peut en fin de plongée provoquer l’ouverture du FOP.
Les bulles d’azote présente dans le sang artériel peuvent causer un accident de désaturation (surtout cérébral et
vestibulaire). Le FOP est donc un facteur favorisant les ADD.
Pa s de dépistage systématique du FOP pour la pratique de la plongée, car l’examen est assez invasif. Seul un
comportement adapté en fin de plongée notamment peut prévenir ce risque.
2. Le sang
- Son rôle
Le sang représente un volume d’environ 5 à 6L. Il transporte
-les nutriments nécessaires au bon fonctionnement de nos cellules,
-l’eau pour les hydrater,
-les gaz (O2, N2),
-les défenses immunitaires,
-les hormones
-il répartit la chaleur
- évacue les gaz et déchets produits ou accumulés (CO2, N2) en acheminant vers les reins, les poumons ou la peau
- Sa composition
Le sang est composé à 50% d’eau et les éléments qu’il contient son en suspension dans un liquide : le plasma (90%
d’eau). Il contient principalement : les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes.
Les globules rouges (ou hématies) : représente 43% de la masse sanguine .4 à 5 millions de globules rouges par
mm3 et chaque globule contient 280 millions de molécules d’hémoglobine. L’hémoglobine renferme des molécules
de fer afin de fixer l’oxygène et le CO2. Elle transporte donc l’O2 via le sang hématosé et le CO2 via le sang
carbonaté.
Les globules blancs (ou leucocytes) : représente 2% de la masse sanguine. 5 à 6000 par mm3. Ils détruisent les
bactéries et les corps étrangers, ce sont nos défenses immunitaires.
Les plaquettes (ou thrombocytes) : 200 à 300000 par mm3. Elles servent à la coagulation afin de stopper les
hémorragies. Elles renferment des substances chimiques qui permettent de réparer les lésions aux vaisseaux
sanguins. Cette même réaction se produit face à des corps étrangers tels des bulles d’azote (voir réaction
plaquettaire , cours ADD).
- Le transport des gaz
L’oxygène O2 : en surface, il est transporté fixé aux hèmes de l’hémoglobine à 98% et à 2% sous forme dissoute dans
le plasma sanguin.
Schéma
Seuls les 2% dissouts participent à l’oxygénation des cellules. Les 98% combinés sont donc dissouts petit à petit dans
le plasma en fonction des besoins de l’organisme. En plongée, la pression partielle d’O2 augmentant l’hémoglobine
atteint un niveau de saturation et l’O2 supplémentaire est transporté sous forme dissoute. Le cas de figure est
identique lors de l’administration d’O2 100% en surface ou d’oxygénothérapie hyperbare (OHB ou caisson) en cas
d’accident. La quantité d’O2 dissoute est supérieure à 2%, les cellules reçoivent donc davantage d’oxygène.
L’azote N2 : c’est un gaz inerte, neutre qui ne provoque aucune réaction chimique dans l’organisme. Il est transporté
à 100% sous forme dissoute.
Le gaz carbonique CO2 : Il est acheminé des cellules où il est produit jusqu’aux poumons pour être évacué par
l’expiration. Il est transporté à - 87% sous forme d’acide carbonique (résultat du contact entre le CO2 et le plasma)
- 8% sous forme combinée à l’hémoglobine
- 5% sous forme dissoute dans le plasma
3. La circulation sanguine
-La circulation pulmonaire
Schéma
C’est la petite circulation : le circuit cœur – poumons. Le sang carbonaté passe de l’oreillette droite au ventricule
droit qui l’éjecte via les 2 artères pulmonaires aux poumons. L’artère devient artériole puis capillaire. La paroi
alvéolo-capillaire est le lieu d’échange des gaz. Le sang hématosé quitte les poumons par les veines pulmonaires
pour regagner le cœur gauche : l’oreillette puis le ventricule.
-La circulation générale
Schéma
Appelée aussi grande circulation ou circulation systémique, c’est le circuit du sang dans tout le corps. Le sang
hématosé présent dans le ventricule gauche et propulsé dans la crosse aortique. Il est répartit dans :
-les artères carotides qui envoie le sang au cerveau
-les artères sous- clavières qui l’achemine vers les membres supérieurs
-l’artère aorte descendante qui irrigue le reste du corps : tronc, abdomen, moelle épinière et membres
inférieurs.
Au niveau des capillaires les échanges de gaz ont lieu puis le sang carbonaté quitte les tissus des différents organes
en empruntant le circuit veineux pour aboutir dans le cœur droit via la veine cave.
-
La modification des volumes sanguins
A chaque immersion le sang se répartit différemment dans notre corps du fait de la pression de l’eau. En effet une
quantité non négligeable de sang va quitter nos membres inférieurs et supérieurs pour se concentrer sur le thorax et
l’abdomen. C’est l’effet « blood shift ».
Schéma
Ainsi 700 ml de sang supplémentaire va arriver au cœur et va devoir y être traité. Ce dernier, va détecter une
augmentation du volume sanguin (hyper volémie) grâce aux capteurs : les volorécepteurs situés sur l’oreillette
droite. Le cœur s’adapte donc pour conserver un débit cardiaque normal :
- Augmentation de la quantité de sang évacuée à chaque contraction, les barorécepteurs (capteurs de
pression) vont à leur tour analyser cette nouvelle pression artérielle et vont renseigner le système nerveux afin qu’il
commande une baisse de la fréquence cardiaque : la bradycardie. Donc dès l’immersion le cœur va augmenter le
volume d’éjection systolique et baisser le rythme cardiaque.
-Mais cette réaction en chaine n’est que passagère. Le corps met en place un second mécanisme de
régulation : la diminution du volume sanguin afin de faire baisser le volume d’éjection systolique. Or la seule
solution pour faire baisser le volume sanguin est de perdre de l’eau. Ordre est donc donné aux reins d’évacuer
davantage d’eau du sang. C’est la diurèse d’immersion (production d’urine).
Grâce à ces 2 mécanismes le cœur retrouve un débit et un rythme proche de la normale au bout de quelques
dizaines de minutes.
De retour en surface, la masse sanguine du plongeur se répartit comme initialement mais la perte de volume du à la
diurèse entraine une hypovolémie : le sang est moins fluide, plus épais ce qui perturbe l’élimination de l’azote et
favorise donc les ADD.
-La déshydratation
Elle provoque une augmentation de la viscosité sanguine et par-delà est un facteur d’accidents de désaturation
Elle peut être due à
- une sudation importante : effort, chaleur (attente avec la combinaison au soleil)
- une perte de liquides due à des troubles intestinaux
A cela vient s’ajouter en plongée :
- le froid (diurèse de froid cf cours)
- la sécheresse de l’air comprimé que l’on respire
- la diurèse d’immersion
Prévention : il est donc capital de boire avant et après la plongée afin de compenser la perte de volume sanguin due
à l’immersion. Le café, le thé et la bière ne font qu’augmenter la production d’urine, l’eau est donc la boisson la plus
adaptée.