Le Système ventilatoire

Le Système ventilatoire
Cours théorique de préparation au Brevet
Plongeur Niveau IV – Guide de palanquée
Samedi 26 novembre 2016
Alcino ARAUJO, E2, Stagiaire pédagogique
Dominique LE DU, E2, Stagiaire pédagogique
Fabien GOUTTE , E4
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Mais pourquoi donc ?
L’environnement subaquatique n’est
pas notre environnement naturel !
• Il est vital de maintenir les fonctions ventilatoires
en plongée :
– Apport d’O2 à l’organisme,
– Evacuation du CO2 produit par les organes,
– Elimination dès la remontée et après la plongée du
surplus de N2 accumulé pendant la plongée.
• Les échanges gazeux au sein du système
ventilatoire sont plus difficiles avec la profondeur
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Mais pourquoi donc ?
L’environnement subaquatique n’est
pas notre environnement naturel !
• Le système ventilatoire est plus sollicité en plongée
(poumon-ballast), les efforts plus importants
• Une système ventilatoire peut être le siège
– d’ADD:
• En cas d’insuffisance, peut engendrer des ADD
• Peut-être victime d’ADD, avec alors une diminution des
facultés d’échanges gazeux
– Probabilité de survenue de « l’œdème pulmonaire
d’immersion »
– Peut-être le siège d’accident barotraumatique
(surpression pulmonaire)
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Mais oui bien sûr !
Le Guide de Palanquée, par ses connaissances, doit
être en mesure :
• De prévenir les situations à risque et incidents :
– Vérification d’un matériel adapté
– Vérifier la bonne ventilation des plongeurs encadrés
– Vérifier l’absence d’essoufflement
• D’adapter son comportement de guide:
– Aux types plongeurs encadrés
– Aux circonstances
• De réagir de façon adaptée dès les premiers signes
d’apparition d’une situation indésirable
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A propos
• On distingue la « ventilation » de la
« respiration »
– La ventilation: c’est le mécanisme mettant en jeu
les différents organes et parties anatomiques pour
permettre l’inspiration et l’expiration des gaz dans
les poumons
• Processus mécanique
– La respiration: assimilation au niveau cellulaire de
l’O2 avec production d’énergie et de CO2
• Processus biochimique
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Sommaire
• Anatomie du système ventilatoire
 Voies aériennes supérieures et inférieures
 Cage thoracique, trachée, poumons, bronches
 Sacs alvéolaires et alvéoles pulmonaires
• Le cycle de ventilation: mécanisme, volumes
respiratoires et régulation
• Cas particulier des enfants
• Application à l’environnement subaquatique
Adaptation du système ventilatoire: cycle, amplitude
Shunt pulmonaires, Œdème pulmonaire …
Ventilation et conduite de palanquée
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Sommaire
• Anatomie du système ventilatoire
 Voies aériennes supérieures et inférieures
 Cage thoracique, trachée, poumons, bronches
 Sacs alvéolaires et alvéoles pulmonaires
• Le cycle de ventilation: mécanisme, volumes
respiratoires et régulation
• Cas particulier des enfants
• Application à l’environnement subaquatique
Adaptation du système ventilatoire: cycle, amplitude
Shunt pulmonaires, Œdème pulmonaire …
Ventilation et conduite de palanquée
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Anatomie du système ventilatoire
Hiles pulmonaires
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Anatomie du système ventilatoire
• Les voies aériennes supérieures:
Situées au dessus du larynx
– Entrée de l’air (ou des gaz):
• Nez ou bouche en surface
• Bouche uniquement en plongée
– Réchauffe l’air (ou les gaz)
– Humidifie l’air (ou les gaz)
• La ventilation est une source de déshydratation
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Anatomie du système ventilatoire
• Les voies aériennes inférieures:
A partir de la trachée et en dessous
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Sommaire
• Anatomie du système ventilatoire
 Voies aériennes supérieures et inférieures
 Cage thoracique, trachée, poumons, bronches
 Sacs alvéolaires et alvéoles pulmonaires
• Le cycle de ventilation: mécanisme, volumes
respiratoires et régulation
• Cas particulier des enfants
• Application à l’environnement subaquatique
Adaptation du système ventilatoire: cycle, amplitude
Shunt pulmonaires, Œdème pulmonaire …
Ventilation et conduite de palanquée
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Anatomie du système ventilatoire
• La cage thoracique, représentation schématique:
Sternum
Cartilage costal
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Anatomie du système ventilatoire
• La cage thoracique, délimitée par:
– Les côtes
• Reliées aux vertèbres
• Reliées au sternum ou au cartilage costal (hors côtes
flottantes, 11 et 12ième paire)
– Le diaphragme
• La cage thoracique contient:
– Les poumons, les plèvres (pariétale et viscérale) qui
enveloppent intégralement les poumons
– Le cœur,
– Le médiastin
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Anatomie du système ventilatoire
• La trachée :
– Dotée de muscle et « d’anneaux cartilagineux »
– Se divise en « 2 bronches souches » au niveau de la
« carène »
• Les poumons sont constitués de « lobes
pulmonaires » séparés par des « scissures »
– Poumon droit, 3 lobes: supérieur, moyen et inférieur
– Poumon gauche, 2 lobes: supérieur et inférieur
– Les poumons sont enveloppés par les « plèvres »
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Anatomie du système ventilatoire
• Les bronches souches (droite et gauche) entrent
dans les poumons par les « hiles pulmonaires »
– Hiles pulmonaires: orifices solides et « étanches »
permettant également le passage des artères, veines,
vaisseaux lymphatiques et nerfs.
• Les bronches souches se subdivisent dans les
poumons:
– En « bronches lobaires »
– En « bronchioles »
– Jusqu’aux « sacs alvéolaires »
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Anatomie du système ventilatoire
• Les plèvres sont constituées de 2 feuillets:
– Plèvre pariétale (paroi « extérieure » fixée à la cage
thoracique)
– Plèvre viscérale (paroi « intérieure » fixée aux
poumons)
• Entre les plèvres, un liquide assure le lien et la
lubrification permettant aux poumons d’être liés
aux mouvements inspiratoires et expiratoires
– Si pneumothorax (décollement pleural): contreindication définitive à la plongée
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Sommaire
• Anatomie du système ventilatoire
 Voies aériennes supérieures et inférieures
 Cage thoracique, trachée, poumons, bronches
 Sacs alvéolaires et alvéoles pulmonaires
• Le cycle de ventilation: mécanisme, volumes
respiratoires et régulation
• Cas particulier des enfants
• Application à l’environnement subaquatique
Adaptation du système ventilatoire: cycle, amplitude
Shunt pulmonaires, Œdème pulmonaire …
Ventilation et conduite de palanquée
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Anatomie du système ventilatoire
• Les sacs alvéolaires regroupent les alvéoles en
terminaison des bronchioles
• Surface intérieure totale des alvéoles  1 terrain de tennis
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Anatomie du système ventilatoire
• Les alvéoles sont le siège de l’hématose:
échanges gazeux entre l’air alvéolaire et le sang
En surface
Membrane
alvéolaire
Membrane
capillaire
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Anatomie du système ventilatoire
• La surface intérieure des alvéoles est tapissée
d’une fine couche de substance, le « surfactant »
– Sécrété par les
pneumocytes II
– Le maintien des
alvéoles est assuré
par sa Propriété
tensioactive (si
affaissement, ou
« collapsus »  plus
d’échanges gazeux)
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Sommaire
• Anatomie du système ventilatoire
 Voies aériennes supérieures et inférieures
 Cage thoracique, trachée, poumons, bronches
 Sacs alvéolaires et alvéoles pulmonaires
• Le cycle de ventilation: mécanisme, volumes
respiratoires et régulation
• Cas particulier des enfants
• Application à l’environnement subaquatique
Adaptation du système ventilatoire: cycle, amplitude
Shunt pulmonaires, Œdème pulmonaire …
Ventilation et conduite de palanquée
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Le cycle de ventilation: mécanisme
• L’inspiration:
– Est active: l’air
humidifié et
réchauffé est inspiré
par dépression dans
les poumons.
– L’effort inspiratoire
est augmenté en
immersion:
• Détendeur,
• Combinaison, gilet,
• Ceinture de lest …
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Le cycle de ventilation: mécanisme
• L’expiration:
– Passive en
surface par
relâchement
musculaire
– Active en
immersion
(dureté du
détenteur):
effort en +
En surface:
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Les volumes pulmonaires
• La ventilation (inspiration/expiration), avec une
fréquence moyenne de 20 à 25 cycles / minute,
met en jeu les volumes pulmonaires suivants:
Spirogramme:
variation en fonction du
temps du volume de
ventilation pulmonaire
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Les volumes pulmonaires
• Utilisation des différents volumes en surface:
Ventilation sur
Expiration forcée
Ventilation au repos
Ventilation sur
inspiration forcée
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Les volumes pulmonaires
• Notion d’espace mort:
– Volume non intégralement
renouvelé à chaque cycle
 Seulement 0,35 l d’air frais
inspiré sur le volume courant !
– En plongée, espace mort
augmenté par le détendeur ou
le tuba: procéder régulièrement
à l’expiration forcée lente par le
nez peut éviter l’essoufflement!
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Régulation de la ventilation
• Contrôlée principalement par le bulbe rachidien:
– Chémorécepteurs périphériques:
• Situés dans la crosse aortique, les artères carotidiennes et
aortiques
• Si Pression Artérielle O2 diminue  ventilation augmente
• Si PA CO2 augmente  ventilation augmente
• Si pH diminue  ventilation augmente
– Chémorécepteurs centraux du BR:
• Situés sur la face antérieur du BR
• Si PA CO2 augmente  ventilation augmente
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Régulation de la ventilation
• Facteurs d’influence de la ventilation:
– L’exercice musculaire:
• Augmentation de la T°, acidité (acide lactique),
mécanorécepteurs articulaires sollicités
• D’abord: accroissement amplitude du VC
• Ensuite: augmentation fréquence ventilatoire
– Des réflexes protecteurs:
• Irritations (gaz toxiques), fumées chaudes…
• Réaction des voies aériennes supérieures et des récepteurs
broncho-pulmonaires  éternuements, toux…
– La volonté :
• Blocage pour apnée, inspiration ou expiration forcée…
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Régulation de la ventilation
• En résumé, représentation schématique:
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Sommaire
• Anatomie du système ventilatoire
 Voies aériennes supérieures et inférieures
 Cage thoracique, trachée, poumons, bronches
 Sacs alvéolaires et alvéoles pulmonaires
• Le cycle de ventilation: mécanisme, volumes
respiratoires et régulation
• Cas particulier des enfants
• Application à l’environnement subaquatique
Adaptation du système ventilatoire: cycle, amplitude
Shunt pulmonaires, Œdème pulmonaire …
Ventilation et conduite de palanquée
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Cas particulier des enfants
• Maturité pulmonaire tardive : vers 18 ans !
• Diamètre des voies aériennes plus petit
• Plus de résistance à l’écoulement gazeux
• Ventilation moins efficace
• Risque accru d’essoufflement (et de SP également)
• Limitation des échanges d’O2 et de CO2:
• Système alvéolaire moins développé (+ petites, - ventilées)
• Taux d’hémoglobine plus bas que chez l’adulte
• Elasticité pulmonaire (alvéolaire) plus faible:
• Risque accru de surpression pulmonaire
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Sommaire
• Anatomie du système ventilatoire
 Voies aériennes supérieures et inférieures
 Cage thoracique, trachée, poumons, bronches
 Sacs alvéolaires et alvéoles pulmonaires
• Le cycle de ventilation: mécanisme, volumes
respiratoires et régulation
• Cas particulier des enfants
• Application à l’environnement subaquatique
Adaptation du système ventilatoire: cycle, amplitude
Shunt pulmonaires, Œdème pulmonaire …
Ventilation et conduite de palanquée
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Adaptation du système ventilatoire
• En immersion, les phénomènes sont les suivants:
• La pression augmentant, les gaz deviennent plus denses,
plus « visqueux »: les échanges gazeux alvéolaires sont plus
difficiles
• Les efforts inspiratoires sont plus importants
• L’expiration devient active
• La mécanique ventilatoire demande plus d’effort
qu’en surface:
• L’amplitude tend vers celle de l’effort maîtrisé en surface,
et la dépasse en cas d’effort même modeste en plongée
• L’essoufflement survient plus rapidement qu’en surface
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Adaptation du système ventilatoire
• L’effort en surface et en immersion:
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Sommaire
• Anatomie du système ventilatoire
 Voies aériennes supérieures et inférieures
 Cage thoracique, trachée, poumons, bronches
 Sacs alvéolaires et alvéoles pulmonaires
• Le cycle de ventilation: mécanisme, volumes
respiratoires et régulation
• Cas particulier des enfants
• Application à l’environnement subaquatique
Adaptation du système ventilatoire: cycle, amplitude
Shunt pulmonaires, Œdème pulmonaire …
Ventilation et conduite de palanquée
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« Shunts » pulmonaires
• C’est l’atteinte des fonctions d’échanges gazeux
pulmonaires
• Hématose insuffisante du sang retournant au cœur
• Evacuation insuffisante du CO2  hypercapnie
• Evacuation incomplète des bulles de N2 qui retournent
dans la grande circulation  favorise ADD
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« Shunts » pulmonaires
• Causes possibles:
– Lésions du tissus pulmonaire: mauvaise ventilation
car alvéoles bouchées ou endommagées
– Mauvaise vascularisation des alvéoles
– Shunt artério-veineux: passage direct du sang des
artérioles aux veinules sous l’effet de la pression
intra-thoracique
• Pas de « perfusion » du sang
• Pas d’hématose
•…
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Œdème pulmonaire (OP)
• Poumons (alvéoles) se remplissent de liquide
plasmatique:
– Plus d’échanges gazeux
– Détresse respiratoire
• Causes:
– Altération des parois alvéo-capillaires
– Insuffisance cardiaque, hypertension artérielle + « Blood
shift » en immersion
• Symptômes:
– Essoufflement « soudain » sans raison apparente
– Toux grasse, avec des expectorations mousseuses
blanches ou de couleur saumonée
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Sommaire
• Anatomie du système ventilatoire
 Voies aériennes supérieures et inférieures
 Cage thoracique, trachée, poumons, bronches
 Sacs alvéolaires et alvéoles pulmonaires
• Le cycle de ventilation: mécanisme, volumes
respiratoires et régulation
• Cas particulier des enfants
• Application à l’environnement subaquatique
Adaptation du système ventilatoire: cycle, amplitude
Shunt pulmonaires, Œdème pulmonaire …
Ventilation et conduite de palanquée
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Ventilation et conduite de palanquée
• Pour le Guide de Palanquée, les signes sont plus
visibles que pour le système cardiaque:
– En cas de « shunt » pulmonaire
• Hypercapnie  essoufflement injustifié
• Hypoxémie: baisse PA O2 dans le sang  malaise, syncope
– En cas d’œdème pulmonaire:
•
•
•
•
•
Gêne « respiratoire »
Essoufflement « soudain » injustifié
Détresse respiratoire
En surface: toux grasse, expectorations
Symptômes apparaissent le + souvent à la remontée, au
palier, en retour surface
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Ventilation et conduite de palanquée
• Pour le Guide de Palanquée, une vigilance doit
être portée:
– Aux efforts imposés aux plongeurs de la palanquée
• Tenir compte des circonstances (courant…)
• Tenir compte du profil du plongeur (forme physique…)
– A la ventilation des plongeurs (les bulles…) :
• Aux signes d’essoufflements,
• Aux blocages respiratoires (surtout à la remontée),
– A la consommation d’air (ou de gaz) des plongeurs:
• Les 10 premières minutes sont souvent « révélatrices »
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• En tenir compte dans la gestion de la plongée
Ventilation et conduite de palanquée
• Pour le Guide de Palanquée, la vigilance doit être
particulièrement accrue pour les enfants:
• Ventilation moins efficace
• Plus grande fragilité pulmonaire
• Evolution dans des zones de fortes variations de pression
 Attention aux conditions de plongée (limitations)
 Attention aux signes précoces de l’essoufflement
 Soigner particulièrement les conditions de la
remontée (risque accru de surpression pulmonaire)
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Merci de votre attention.
C’est le moment des questions ?
… le plaisir reste sous l’eau … bon retour à tous
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