Physiologie : l`appareil ventilatoire et l`appareil circulatoire
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Physiologie : l'appareil ventilatoire et l'appareil circulatoire Club du CSAR Plongée Sous Marine Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 1 / 16 PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE/CIRCULATOIRE PHYSIOLOGIE A - LA RESPIRATION: A -1 ANATOMIE: A -2 LA MECANIQUE DE LA VENTILATION: A -3 LES VOLUMES PULMONAIRES: B - L'APPAREIL CIRCULATOIRE: B - 1 COMPOSITION DU SANG: B - 2 TRANSPORT DE L'O²: B -3 ECHANGE ALVEOLO - CAPILLAIRE: Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 2 / 16 13 Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 3 / 16 A - LA RESPIRATION Elle permet le transport de l'air jusqu'aux poumons, pour apporter l'oxygène (O²) au sang et rejeter le gaz carbonique (CO²). A.1 ANATOMIE Voies Aériennes Supérieures Voies Aériennes Inférieures Voies aériennes supérieures: Les 2 fosses nasales: Cavités osseuses prolongées d'un cartilage, qui forme la cloison. Elles sont tapissées d'une muqueuse munie de cils (c'est un filtre à poussières). qui va entrer dans les poumons. Les fosses nasales sont reliées à d'autres cavités: - les sinus. - l'oreille (par la trompe d'Eustache). l'oeil (par le canal lacrymaux - nasal). L'air est inspiré par les fosses nasales au niveau du nez par les narines et débouche en arrière sur le pharynx. Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 4 / 16 Le pharynx: C'est la continuité des fosses nasales, au fond de la bouche. C'est dans le pharynx et le larynx que se fait le tri entre l'air et les aliments. C'est le carrefour entre les voies digestives et les voies respiratoires Le larynx: La glotte, anneaux cartilagineux, 2 cordes vocales, qui permettent la parole. Lorsqu'elles sont fermées (glotte - épiglotte), il y a impossibilité de respirer, ni d'inhaler solides ou liquides. C'est l'organe de transit de l'air vers les poumons et c'est surtout l'organe de phonation. La trachée: Formé d’anneaux cartilagineux qui plonge dans le thorax, a côté de l'oesophage, elle se divise en deux bronches qui se dirigent vers le poumon droit et le poumon gauche. Elle relie le pharynx aux bronches. Elle se trouve en avant de l'oesophage. Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 5 / 16 Les bronches: - une bronche droite qui se divise en bronchioles pour amener le gaz respiré vers les trois lobes du poumon et leurs alvéoles. une bronche gauche qui se divise en bronchioles pour amener le gaz respiré vers seulement 2 lobes pulmonaires gauches. Les alvéoles: participe pas aux échanges alvéoles - capillaires (échanges gazeux O2 et Co2). Notions importantes à retenir: Des fosses nasales, jusqu'aux bronchioles, l'air contenu dans cette "tuyauterie" ne participe pas aux échanges gazeux (uniquement l'air contenu dans les alvéoles et capillaires ), pour cette raison, il est appelé "espace mort". Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 6 / 16 Les voies aériennes inférieures Les poumons: Il existe deux poumons: trois lobes à droite, et deux lobes à gauche. Le tissu pulmonaire est composé de petits sacs alvéolaires, s'articulant autour de vaisseaux sanguins, (les capillaires). Les poumons sont reliés à la cage thoracique dont ils épousent tous les mouvements par la plèvre. La colonne vertébrale : Sur laquelle s'articulent les côtes qui font varier le diamètre de la cage thoracique. Le sternum: A l'avant, il fait la jonction entre les côtes. Il y a aussi les côtes flottantes. Les côtes : Au nombre de 12 paires, à l'inspiration, elles se soulèvent et s'écartent un peu. Les muscles intercostaux : Internes et externes, e sont des muscles obliques qui maintiennent les côtes entre elles. Le muscle transverse : il est perpendiculaire à la colonne vertébrale, il s'agit du diaphragme, principal muscle inspirateur. Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 7 / 16 A.2 LA MECANIQUE DE LA VENTILATION: On considère qu'un plongeur respire 16 à 18 fois/min et consomme 20 litres/min. Durant l'inspiration, la contraction des différents muscles (intercostaux et diaphragme) qui provoquent une augmentation du volume de la cage thoracique par un élargissement des parois latérales (côtes) et un abaissement de sa base (diaphragme). Les poumons épousant par les plèvres les mouvements de la cage thoracique suivent et se dilatent. Cette augmentation de volume crée une dépression donc un appel d'air. Lors de l'expiration, on assiste à un relâchement musculaire; le volume de la cage thoracique diminue, les poumons reprennent leur état initial. L'expiration est en partie un phénomène passif. Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 8 / 16 A.3 LES VOLUMES PULMONAIRES: CPT Capacité Pulmonaire Totale VT Volume courant VRI Volume de Réserve Inspiratoire 16 à 18 CI Capacité Inspiratoire = VT + VRI VRE Volume de Réserve Expiratoire VR Volume Résiduel CRF Capacité Résiduelle Fonctionnelle CV Capacité Vitale = VRI + VT + VRE Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 En Plongée Hyperventilation = Essoufflement 9 / 16 B - L'APPAREIL CIRCULATOIRE Schématiquement, on peut considérer l'appareil circulatoire comme un moteur et des canalisations permettant de faire circuler le sang. Le coeur est une double pompe, composé de 2 oreillettes et de 2 ventricules. Les oreillettes se contractent et envoient le sang dans les ventricules. Les ventricules se contractent ensuite, (les oreillettes se relâchent) envoyant le sang dans les artères. La contraction du coeur est appelée systole. Le repos qui suit est appelé diastole. Tous les vaisseaux qui arrivent au coeur sont appelés veines. Tous ceux qui le quittent sont appelés artères. Les veines et les artères diminuent de calibre (veines, veinules, capillaires veineux), (artères, artérioles, capillaires artériels) pour permettre les échanges nutritifs et gazeux. Le coeur est un muscle autonome, qui a son propre rythme (on ne peut pas lui commander de s'arrêter, d'accélérer avec la volonté. Il bat entre 60 et 80 bat / min. (160 nourrissons, 120 bébé, 80 adulte jeune). Le corps contient » 5 L de sang. Le coeur "pompe" ces 5 L de sang en 1 minute (4 à 6 L / minute). Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 10 / 16 B.1 Composition du sang: - Plasma (55%) eau, sels minéraux, protéines, glucose. - Globules rouges, (hématies, 5 000 000 / mm3) qui transportent l'O² - Globules blancs (leucocytes, 6 à 8000 / mm3) qui luttent contre les microbes. Les plaquettes (globulins, 3 à 400 000 / mm3) jouent un rôle dans la coagulation. B.2 Transport de l'O²: C'est l'hémoglobine présente dans les globules rouges qui fixe l'oxygène Une infime partie de l'O² est également dissoute Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 11 / 16 B.3 Echange alvéolo – capillaire: C'est un phénomène d'osmose. Les molécules, à travers une membrane se déplace pour réaliser l'équilibre. Le CO² est plus concentré dans le sang veineux, il va donc se diriger vers l'air de l'alvéole L' O² est plus concentré dans l'air alvéolaire, il va donc se déplacer vers le sang où il est moins concentré. Il n'y a pas d'échange d'azote entre l'air et le sang. Les échanges au niveau du muscle se font en sens inverse. Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 12 / 16 Le cœur : Situé dans la cavité thoracique, il est divisé en deux parties, elles-mêmes partagées en deux cavités : l'une supérieure, l'oreillette, qui reçoit le sang et l'envoie à l'autre, inférieure, le ventricule, qui, en se contractant, chasse le sang hors du coeur. Le coeur est donc formé de 4 parties : deux oreillettes, deux ventricules. Chaque oreillette communique avec le ventricule du même côté par une valvule qui permet au sang de passer dans le ventricule, mais l'empêche de revenir dans l'oreillette au moment de la contraction cardiaque. Nous avons donc en réalité, deux coeurs : - un coeur droit, rempli de sang foncé chargé en gaz carbonique; - un coeur gauche, rempli de sang vermeil, riche en oxygène. Étroitement accolés l'un à l'autre, ces deux coeurs paraissent n'en faire qu'un seul. Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 13 / 16 Coupe schématique du cœur les artères, amenant le sang du coeur aux organes les veines, ramenant le sang des organes au coeur. Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 14 / 16 Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 15 / 16 La petite circulation : Venant de l'oreillette droite, le sang passe dans le ventricule du même coté. Les contractions du ventricule droit envoient le sang dans l'artère pulmonaire qui pénètre dans les poumons et s'y ramifie en capillaires pulmonaires. Ces derniers se rassemblent en veines pulmonaires qui aboutissent à l'oreillette gauche. Le cycle est ainsi bouclé, mais notons déjà la différence qui existe entre le sang artériel et veineux de la grande et de la petite circulation (oxygéné dans les artères de la grande et les veines de la petite circulation, contenant du gaz carbonique dans les artères de la petite et les veines de la grande circulation) La grande circulation : Du ventricule gauche, part l'aorte. De l'aorte, se détachent des artères qui se rendent dans toutes les parties du corps. Les artères deviennent de plus en plus petites et se ramifient en capillaires. Les capillaires se réunissent en vaisseaux de plus en plus gros : les veines. Ces dernières se rassemblent finalement en deux grosses veines : les veines caves (supérieure et inférieure) qui se jettent dans l'oreillette droite. Les veines provenant des viscères abdominaux (estomac, intestin,...) aboutissent à une grosse veine, la veine porte, qui traverse le foie d'où elle ressort pour rejoindre la veine cave inférieure. Cours niveau 2 et 3 PSM - ©CSAR Plongée 2011 16 / 16
