PHYSIOLOGIE.

Physiologie et
barotraumatismes
PHYSIOLOGIE.
Comment marche le corps
humain?
Que se passe t’il dans notre corps
quand on plonge?
Que faut t’il faire pour que tout se
passe bien?
• PHYSIOLOGIE
•1 L’appareil
respiratoire
Les muscles de la respiration
Les volumes respiratoires
Les échanges gazeux
En général
en plongée : cas de l’azote.
•2 La circulation
Circulation générale
Echanges sang / cellules
L’azote et les ADD
•3 Le cœur
•4 Mécanismes
physiologiques appliqués à
la plongée
Apnée
Essoufflement
Pertes en eau
L’appareil respiratoire
Trajet de l’air dans les poumons.
Sinus pour réchauffer et humidifier l’air.
Larynx : organe impliqué dans la voix.
Pharynx: lieu de la séparation entre
tube digestif et voie respiratoire.
Trachée
Bronches
Bronchioles
Alvéoles.
Les muscles de la respiration:
• Le diaphragme
• Les muscles intercostaux.
Mécanismes
Inspiration : contraction
du
diaphragme.
Le diaphragme est un
muscle qui en se
contractant augmente
le volume des
poumons.
L’air entre donc dans
les poumons
Expiration :
relâchement du
diaphragme
Le volume pulmonaire
diminue
L’air sort.
Les volumes respiratoires
VC : volume courant 0.5l
C’est le volume respiratoire
Utilisé lors d’1 respiration normale.
VRI : volume de réserve inspiratoire 2.5l
Lors d’1 inspiration forcée
VC
VRE : volume de réserve expiratoire1.5l
Lors d’1 expiration forcée
CV : capacité vitale 4.5l
(VC+VRE+VRI)
CPT : capacité pulmonaire totale 6l.
VR : volume résiduel 1.5l
(volume qui reste dans les poumons après une expiration forcée).
VM : volume mort
Les volumes respiratoires
•On peux donc forcer son inspiration ou son expiration.
Dans ce cas là l’expiration deviens active (par contraction
d’autres muscles présents au niveau des cotes et des
abdominaux).
•Mais quoi qu’on fasse il y a toujours un peu d’air dans les
poumons, c’est le volume résiduel.
•Volume mort: volume d’air qui ne participe pas aux échanges
gazeux. C’est l’air compris entre les bronchioles et l’air
extérieur.
Si on respire avec un tuba, le volume mort est
augmenté, il y a donc moins de renouvellement d’air.(voir
cours matos)
Les échanges gazeux hors contexte
de plongée
L’air inspiré est composé de:
21% d’O2 (dioxygène)
79% de N2 (azote)
+ traces de CO2 et gaz rares.
L’air expiré (hors contexte
de plongée)
est composé de :
16% d’O2
5% de CO2
79% de N2
Traces de gaz rares.
Les échanges gazeux hors
contexte de plongée
Tout marche par différence de
pression partielle
(la quantité d’O2 de CO2 ou de
N2 présente dans un volume
donné)
Dans l’air (présent dans les alvéoles)
La pression partielle en O2 est forte
Et la pression partielle en CO2 est faible
Dans le sang, la pression partielle en CO2
est forte, la pression partielle en O2 est faible
La paroi qui sépare
le sang de l’air est très trés fine.
Il peux y avoir des échanges.
Alors tout s’équilibre.
Peu de CO2 rentre dans le sang
et beaucoup en sort.
Pour l’O2 c’est l’inverse.
Les échanges gazeux hors
contexte de plongée
• Dans le sang, l’O2 et le CO2 sont dissous ou
fixés à une grosse molécule, l’hémoglobine.
• Ils ne sont donc pas sous forme de bulle.
• L’azote peux aussi se dissoudre dans le sang.
Cela aura une grande incidence en plongée.
En contexte de plongée.
• L’azote (N2) a, comme l’O2 et le CO2 la
capacité de se dissoudre dans le sang.
• Chez un non plongeur, la concentration en
azote est la même dans son sang et dans l’air
extérieur. (Donc il n’y a pas d’échange).
• Par contre quand on plonge ou qu’on viens de
plonger, il y aura une différence de
concentration de N2 entre le sang et l’air
extérieur.
• Il y aura donc des échanges.
Cas de l’azote.
• En début de plongée,
quand on descend, la
pression partielle en
Azote dans l’air inspiré
augmente (voir cour de
physique).
• Il y a donc une différence
de concentration entre
l’air et le sang, de l’azote
rentre et se dissous dans
le sang.
N2
Cas de l’azote
• A la remontée et
après la plongée, la
pression partielle en
azote dans le sang
est supérieure à celle
présente dans l’air
alvéolaire. L’azote
sort donc du sang et
est expulsé
progressivement par
expiration.
N2
A la remontée ou juste
après la plongée
N2
Quelques heures après la plongée
La circulation
Vaisseaux : système de transport des poumons aux organes.
Artères, vaisseaux qui partent du cœur vers les organes.
Veines, vaisseaux qui renvoient le sang vers le coeur
Capillaires: tous petits vaisseaux dans lesquels les échanges
d’O2 ou de Co2 (ou de N2) sont possibles.
Bleu convention pour pauvre en O2 riche en CO2
Rouge riche en O2 pauvre en Co2
La circulation
Petite circulation
Artères pulmonaires
Veines pulmonaires
coeur
artères
Grande circulation
Veines
capillaires
Pourquoi le corps a-t-il besoin
d’O2?
• Au niveau des organes l’O2 sort
des capillaires et entre dans les
cellules (puisque la concentration
en O2 est supérieure dans le
sang, ça s’équilibre)
Paroi très fine.
cellules
Sucre + O2 CO2 + énergie.
• Le CO2 est toxique pour la cellule
et puisque la concentration dans le
sang est faible il sort de la cellule
et entre dans les capillaires.
Capillaire sanguin
Flux de CO2
Flux d’O2
Echange d’azote entre le sang et les cellules
En début de plongée.
Paroi très fine.
cellules
Toujours pareil :
Différence de pression
partielle en
N2 entre les capillaires et
les cellules : le N2 entre
dans les cellules.
Capillaire sanguin
Flux d’azote.
Echange d’azote entre le sang et les cellules
En fin ou après la plongée
Paroi très fine.
cellules
En fin de plongée ou après la
plongée, la pression partielle en
azote dans le sang est inférieure
à celle dans les cellules.
L’azote sort des cellules.
Capillaire sanguin
Cœur droit
Cœur gauche
Le coeur
Reçois le sang des autres organes et
envoie le sang vers les poumons.
Reçois le sang des poumons et
l’envoie vers les autres organes
Artère
Oreillette droite
Sang pauvre
en O2
Qui vient de
tous les
organes
Ventricule droit
Direction les organes
Direction les
poumons
Sang riche en O2qui
vient des poumons
On recapepete
Lorsqu’on contracte le diaphragme et les muscles intercostaux
L’air entre dans le poumons et va jusqu’aux alvéoles. L’O2 passe dans les capillaires par
différence de pression partielle entre le sang et l’air et se dissous dans le sang ou se
fixe à l’hémoglobine. Le sang riche en O2 arrive dans le cœur gauche et une contraction
de celui le propulse dans les artères de la grande circulation jusqu’aux capillaires des
organes ou la différence de concentration en O2 entre le sang et les cellules permet à
l’O2 d’arriver dans les cellules. ( les échanges se font toujours du milieu le plus
concentré au milieu le moins concentré).Dans les cellules l’O2 sert à la fabrication de
CO2 et la cellule rejette du CO2 qui entre dans les capillaires des organes (différence de
concentration).
Le sang remonte donc jusqu’au cœur droit et la contraction du cœur l’envoie vers les
capillaires des poumons ou la différence de concentration en CO2 entre le sang et l’air
provoque la sortie du CO2 dans les alvéoles pulmonaires.
Le relâchement du diaphragme provoque donc la sortie de cet air enrichi en CO2 à
l’extérieur des poumons.
En ce qui concerne les échanges gazeux ils se font toujours du milieu le plus concentré
au milieu le moins concentré. Quand on plonge, l’azote entre dans le sang et va se
stocker dans les cellules. A la remontée et après la plongée, l’excèdent d’azote sort des
cellules et est expulsé progressivement par l’expiration.
Et si on retient sa respiration?
• Les cellules continuent à prendre de l’oxygène dans
le sang et a rejeter du CO2. La concentration du
sang en CO2 augmente donc et la concentration en
oxygène diminue.
• Dans la crosse aortique (grosse artere au départ de
la grande circulation) et au niveau d’arteres du
cerveau des capteurs identifient l’augmentation de
concentration en CO2 mais pas la baisse d’O2.
• Cela provoque notre envie de respirer et finit par
provoquer une inspiration réflexe.
• La baisse du taux d’O2 ne provoque aucune gène
mais finit par provoquer une syncope.
Donc en apnée.
Si on reste trop longtemps en apnée
l’augmentation de CO2 dans le sang provoque
une inspiration réflexe. RISQUE DE NOYADE
Si on s’hyperventile (on prend de grandes
inspirations très rapides et on souffle
beaucoup). On diminue le taux de CO2 dans le
sang, le manque d’O2 provoque donc une
syncope alors qu’on ne sentait pas le manque
d’air.
DONC (tous en cœur) ON NE FAIT PAS D APNEE
TOUS SEULS ET ON NE S HYPERVENTILE
PAS.
L’essoufflement.
• Si on fait un effort, les cellules
ont besoin de plus d’énergie,
elles expulsent plus de CO2
donc les capteurs détectent
une augmentation de CO2
dans le corps donc il y a un
réflexe d’inspiration donc on
pense pas a bien souffler donc
on n’expulse pas bien le CO2
et c’est de pire en pire.
• Donc en cas
d’essoufflement : il
faut insister sur
l’expiration.
VRI
VC
VRE
Les pertes en eau.
• Froid
réaction physiologique du corps:
• Contraction des vaisseaux (vasoconstriction) de la peau et des
membres et dilatation des vaisseaux (vasodilatation) des
vaisseaux de l’intérieur du corps.
La combinaison qui serre et la position du corps sous l’eau
accentuent ce phénomène.
• On se retrouve avec beaucoup de sang au centre du corps et peu
à la périphérie.
• Les reins détectent qu’il y a beaucoup de sang au centre du corps.
• Ils absorbent donc l’excédent d’eau pour que le volume sanguin au
centre du corps retrouve la normale.
On a donc envie de faire pipi.
De plus, on transpire.
On a donc perdu de l’eau, le sang est moins fluide, ce qui augmente
les risques d’accidents de décompression (voir cours)
Donc il faut boire (de l’eau) avant et surtout après la plongée
Mi bouteille
Les barotraumatismes
Qu’est ce qu’un barotraumatisme?
C’est un lésion d’une cavité fermée du corps due à
une différence de pression entre cette cavité et
l’exterieur
Introduction : loi de Mariotte
Les principaux barotraumatismes:
Les poumons
Les oreilles
Les sinus
Le plaquage de masque
Les dents
Intro : Loi de Mariotte.
Une cavité d’air fermée va subir une variation
de volume proportionnelle à la pression
Qui s’exerce dessus. (voir cours de physique).
P x V = constante
Avec
P : pression
V : volume
Sur les cavités fermées du corps ça peut poser
des problèmes.
La surpression pulmonaire
(la plus grave)
• Quand
•
À la remontée (surtout sur les derniers mètres, car variation de pression plus
importante).
• Pourquoi?
•
•
•
Respiration bloquée (effort, buvage de tasse, asthme…) l’air ne peut s’échapper,
lésion des tissus pulmonaires, passage de l’air « gazeux » dans le sang.
Valsalva à la remontée
Remontée rapide sans insister sur l’expiration
• symptômes
• Distension alvéolaire entraînant une gène respiratoire douleur vive, voire
très violente.
Impression de coup de poignard dans le dos, toux, crachats sanglants,
angoisse, bleuissements. Emphysème sous-cutané (crépite sous les
doigts).
Les bulles passent dans les carotides et remontent jusqu'au cerveau
Syncope, Pertes de sens, vertiges, nausées,paralysies diverses
(motricités droite ou gauche)
Arrêt cardiaque et ventilatoire
La surpression pulmonaire
•Que faire pour l’éviter?
Souffler à la remontée, ne jamais bloquer sa respiration
Ne pas remonter trop vite.
Ne jamais jamais donner d’air à un apnéiste
Pas de valsalva à la remontée
•Et si ça arrive?
Mettre sous oxygène (15l/min).
Proposer de l’eau et de l’aspirine
Alerter les secours
Couvrir, rassurer
Barotraumatisme des oreilles
Organes
de l’équilibre
Barotraumatisme des oreilles
à la descente
• Pourquoi?
•
•
•
Différence de pression entre l’oreille moyenne et
l’extérieur.
Trompe d’eustache obstruée (rhume)
Différence de pression trop grande empêche une
manœuvre de valsalva
• symptômes
Douleur aux oreilles (des fois fortes), parfois à une
seule
Perforation des tympans entraînant souvent une
syncope, sang qui sort de l’oreille, bourdonnement,
surdité partielle ou totale.
Barotraumatisme des oreilles
à la descente
• Que faire pour l’éviter
Ne pas plonger enrhumé, équilibrer fréquemment.
Valsalva avant de sentir une gène.
Ne jamais forcer
• Et si ça arrive?
Manœuvre de valsalva et autres moyens d’équilibration ( BTV…)
Arrêter la descente, remonter d’un mètre ou deux s’arrêter et recommencer doucement
la manœuvre. Equilibrer fréquemment. Ne pas forcer. Si la douleur persiste, prendre
un aspirine ( si pas allergique) et consulter ORL.
Barotraumatisme des oreilles
à la remontée
• Pourquoi?
Différence de pression entre l’oreille moyenne
et l’extérieur ( pression plus élevée dans
l’oreille)
• Symptômes
Douleurs à ou aux oreilles. Vertiges
alternobariques (du à un déséquilibre des
pressions dans une seule oreille).
Barotraumatisme des oreilles
à la remontée
• Que faire pour l’éviter
Ne pas plonger enrhumé, ne pas prendre de médicaments contre le rhume.
Pas de valsalva à la remontée.
• Et si ça arrive?
Arrêter la remontée redescendre de quelques mètres et se moucher, avaler,, remonter
très lentement, PAS DE VALSALVA .En cas de vertige, s’arrêter et chercher un
repère fixe.
Si la douleur persiste après la plongée, prendre un aspirine (si pas allergique) et
consulter un ORL.
Les sinus
Fonction : réchauffer et humidifier l’air respiré.
Sont en communication avec le système ventilatoire.
Ce sont des cavités remplies d’air
Les parois sont des muqueuses
(tissus avec plein de vaisseaux sanguins)
Barotraumatisme des sinus
A la descente et à la remontée
• Pourquoi?
•
•
Si enrhumé, blocage du passage de l’air.
Décollement ou écrasement de la muqueuse
• symptômes
•
Douleur au crâne, aux dents (on croit mais en fait non c’est au sinus) sentiment
d’écrasement de la tète, saignage de nez…
• Que faire pour l’éviter
Pas plonger enrhumé ou avec sinusite.
• Et si ça arrive?
•
•
•
•
•
A la descente, s’arrêter remonter un peu et redescendre très lentement.
Ne pas forcer si ça passe pas tanpis pour la plongée
A la remontée remonter très lentement, se moucher (sans remonter).
A la remontée, pas de valsalva.
Si la douleur persiste, prendre de l’aspirine (si pas allergique) et aller voir un ORL
Le plaquage de masque
• Pourquoi?
•
L’air dans le masque se comprime à la descente,
• symptômes
•
Cocard, saignage de nez, douleur de tête, yeux
injectés de sang, troubles de la vue.
• Que faire pour l’éviter
•
Souffler par le nez
• Et si ça arrive?
•
•
Ben heu.. Souffler par le nez.
Après la plongée, si douleur ou signes importants,
consulter un médecin.
Barotraumatisme de la dent
• Pourquoi?
•
•
Parfois, en cas de trou dans la dent obstrué par un plombage
ou autre: cavité fermée.
Survient à la descente et à la remontée.
• symptômes
• Grosse douleur à la dent, fracture (voire éclatement) de la dent
syncope
• Que faire pour l’éviter
•
Voire un dentiste régulièrement et lui spécifier que vous êtes
plongeurs.
• Et si ça arrive?
•
•
À la descente, remonter un peu ou arrêter la plongée.
A la remontée, descendre un peu puis remonter très
lentement. Après coup, consulter un dentiste.
BONNE
NUIT