PHYSIOLOGIE DE LA PLONGEE ACCIDENTS DE PLONGEE 1 Le cœur I/ Rappels Le cœur est un muscle qui bat de façon autonome dans la cavité thoracique et qui a pour rôle d’assure la circulation sanguine dans l’organisme affin de permettre les échanges entre les tissus et le milieu extérieur. Y circulent en particulier, les gaz dissous. On distingue classiquement deux circulations. La grande et la petite circulation. La grande circulation (circulation systémique) part du cœur gauche et achemine vers les organes du sang riche en oxygène (O2) et pauvre en dioxyde de carbone (CO2) via les artères et ramène du sang moins oxygéné et chargé de CO2 via les veines pour retourner au cœur droit. Le sang s’appauvrit en O 2 et s’enrichit en CO2 La petite circulation (circulation pulmonaire) sert elle uniquement à oxygéner le sang et le débarrasser du CO2. On retrouve un circuit cœur droitpoumons-cœur gauche. Le sang s’enrichit en O2 et s’appauvrit en CO2. 2 II/ Cœur et plongée : Schématiquement au cours de la plongée, il y a une redistribution du volume vasculaire au profit de la petite circulation et une augmentation de la tension artérielle. La fréquence cardiaque est ralentie. Il y a une diminution des débits périphériques. L’augmentation de la tension artérielle augmente la filtration rénale. On a donc plus facilement envie d’uriner. 3 Biochimie des gaz I/ Introduction Rappels Au niveau de la surface de la mer la pression atmosphérique est de 760 mm de mercure, ou 1 bar, ou une atmosphère (ATA) ou 105 Pascals. Sous l’eau s’y additionne la pression hydrostatique. Soit 1 bar tous les 10 mètres. On parle alors de pression absolue. L’atmosphère est composée de 21 % d’oxygène (O2) et de 79 % d’azote (N2). La valeur du CO2 est négligeable avec 0,03 %. Dissolution des gaz Les gaz se dissolvent dans les différents tissus. La quantité dissoute et la vitesse de dissolution varient suivant différents critères. La quantité est régie par les lois de Dalton et Henry. La loi de Dalton introduit la notion de pression partielle. La pression partielle exercée par un gaz dans un mélange équivaut à celle qu’il exercerait s’il occupait seul le volume total du mélange. Elle s’exprime par la formule : PP = P.Abs. x X. (où P Abs est la pression absolue et X la quantité de gaz présent en pourcentage). Ainsi à 20 mètre de profondeur la PP d’oxygène est de 0.63 bar ((1+2) x 0.21). La loi de Henry dit que la quantité de gaz dissous à saturation dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle du gaz au contact du liquide. Donc en plongée, plus le plongeur descend et plus la PP des gaz augmente. Si en surface les gaz sont parfaitement tolérés il n’en va pas de même en profondeur. L’azote comme l’oxygène deviennent toxiques et le CO2 atteint des valeurs plus critiques. 4 II/ L’oxygène : On parle d’hypoxie quand la pression partielle en oxygène est inférieure à 0.12 bar. On parle d’hyperoxie lorsque la pression partielle en oxygène est supérieure à 0.21 bar. En plongée c’est l’hyperoxie qu’il faut redouter. L’hyperoxie : Effets cardiaques : cf supra Effets pulmonaires : Effet pneumo toxique de Lorrain Smith. Il apparaît au-delà de 0.5 bar (-14 m). -Toux, -Brûlure rétro sternale -Œdème pulmonaire. La durée d’exposition doit être longue pour voir les troubles s’installer donc pas courant en plongée loisir. Effets Neurologiques : Effet neurotoxique de Paul Bert. Il apparaît au-delà d’une PPO2 de 1.6 bar (-67 m en mélange ou – 6 m en oxygène pur !). C’est une crise d’épilepsie. -phase prodromique : gêne respiratoire, anxiété, crampes, secousses musculaires, anomalie du champs visuel -phase tonique (corps raide) -phase clonique (convulsions) -phase résolutive Il y a des variations individuelles. Certains sont plus sensibles que d’autres. Effets Oculaires : Décollement de rétine et lésion vasculaire rétinienne. ON NE DESCEND PAS À L’AIR EN DESSOUS DE 60 M 5 III/ L’Azote : L’azote est un gaz inerte. Il n’intervient pas dans le métabolisme tissulaire. Lorsque la PPN2 augmente l’azote devient toxique pour le système nerveux central (le cerveau). Personne n’y échappe mais on retrouve des sensibilités différentes en fonction des individus. Il est donc très difficile de déterminer une profondeur à partir de laquelle les effets apparaissent. En gros entre -40 et – 70 m. Mais parfois -30 m. Il existe, comme avec l’alcool un effet d’accoutumance. 1/ Mécanisme : L’effet narcotique est mal défini. Il semble qu’il soit du à l’affinité de l’azote pour le tissus nerveux. L’azote est 5 fois plus soluble dans les graisses que dans l’eau et les cellules nerveuses sont riches en graisses. 2/ Symptomatologie de la narcose à l’azote: Les signes sont d’apparition progressive. Euphorie (bien être, confiance en soit, jovialité) Relâchement de l’attention Trouble du raisonnement Trouble de la mémoire immédiate Trouble de la vigilance Détachement de soit Manifestations subjectives (déséquilibre, acouphènes….) Tout comportement anormal doit alerter les coéquipiers (arrachement du masque, mouvements désordonnés…) car il y a finalement une perte totale de la conscience claire et risque de noyade. 6 3/ Conduite à tenir en cas de narcose : ON REMONTE. Quelques mètres suffisent parfois en réduisant la PPN2. Mais on ne redescend pas car les signes vont réapparaître. 4/ Prévention Pas de plongée profonde si l'on est fatigué ou anxieux S'observer et observer ses coéquipiers Connaître ses limites habituelles. Ne jamais les dépasser sans être accompagné par un plongeur très expérimenté à cette profondeur Descendre lentement dans le bleu (30 mètres/minute maxi) Pas d’alcool ou de sédatif IV/ La plongée aux mélanges Nitrox : enrichi en oxygène, appauvri en azote. Evite la narcose, augmente la durée de la plongée, mais moins profond qu’à l’air (toxicité de l’oxygène) Trimix : azote hélium et oxygène. Pour plonger profond 7 V/ Le gaz carbonique Le gaz carbonique est toxique pour l’homme. En cas d’excès de gaz carbonique dans l’organisme on parle d’hypercapnie. A partir de 0.02 bar les premiers troubles apparaissent. Il conduit à l’essoufflement. 1/ Causes Exogènes : CO2 en excès dans la bouteille ( prise d’air « sale » ) Effet espace mort (tuba) Matériel Endogène : activité musculaire D’autant importante que l’activité musculaire est importante Majorée par le froid 2/ Mécanisme de l’essoufflement et symptômes : L’hypercapnie va agir sur des récepteurs qui vont augmenter la fréquence respiratoire (le corps veut éliminer le CO2). Ceci va conduire une ventilation plus superficielle et entretenir le phénomène. Le plongeur se met à respirer plus vite, plus fort et n’arrivent pas à contrôler sa respiration. Elle devient superficielle, haletante, difficile, désordonnée, inefficace. Il y a insuffisance respiratoire aigue avec risque de syncope. La panique induite prédispose à la surpression pulmonaire, à l’accident de décompression et à la noyade. Outre ces symptômes on retrouve à minima : maux de tête, sueurs, bourdonnements d’oreilles, nausées 3/ Conduite à tenir en cas d’essoufflement Réduire son effort physique voire le stopper Remonter de quelques mètres pour réduire la PPCO2 (récepteurs) Favoriser le temps expiratoire au cours de la respiration (éliminer le CO2) Se maîtriser au mieux pour éviter la panique et le sur accident 8 4/ Prévention Le Plongeur : Plonger dans de bonnes conditions physiques et psychiques Ne pas faire d’efforts superflus (bon lestage, bon palmage, bon équilibrage) Ne pas s'immerger avec un début d'essoufflement en surface Faire de courtes apnées testes de temps en temps (quelques secondes). Si elles sont impossibles se sont des signes précurseurs d’essoufflement Privilégier le temps expiratoire Matériel : Bon air dans la bouteille Bouteille bien ouverte, et réserve baissée au bon moment Détendeur bien réglé Se prémunir du froid avec une combinaison de plongée adaptée aux conditions Tuba pas trop long 9 Les cavités aériques de la face Ce sont les oreilles et les sinus. Elles contiennent de l’air et sont en relation avec les fosses nasales. I/ L‘oreille : L’oreille moyenne est reliée par la trompe d’Eustache dont la partie proximale est fermée par un sphincter. Ce dernier s’ouvre lors de la déglutition ou en cas de bâillement pour mettre en équipression l’oreille moyenne et l’oreille externe et soulager le tympan. En plongée il est important de compenser, c'est-à-dire d’ouvrir artificiellement, et activement, la trompe d’Eustache afin de rétablir l’equipression entre l’oreille moyenne et la pression hydrostatique. Au cours de la descente cette manœuvre est active mais à la remontée la pression de l’oreille moyenne seule suffit en principe. Cependant avec la 10 prolongation de la plongée peut apparaître une fatigue musculaire ou un œdème local empêchant le passage passif de l’air. Il faut donc employer une méthode active. Il existe 4 manoeuvres. À la descente: la manœuvre de Valsalva Le sujet après avoir retenu dans ses poumons une certaine quantité d'air et après avoir fermé hermétiquement nez et bouche, compresse progressivement l'air contenu dans ses voies aériennes supérieures jusqu'à ce qu'il entende le ressaut tympanique, témoin de l’arrivée de l'air dans la caisse du tympan. Cette manoeuvre doit s'effectuer dès le début de la descente : par petites pressions répétées, sans jamais forcer. Elle ne doit jamais faire à la remonté à cause des risques en cas de foramen ovale perméable et surtout afin d’éviter la surpression pulmonaire. A la remontée: la manœuvre de Toynbee La bouche étant fermée et le nez pincé entre le pouce et l'index, on effectue un mouvement de déglutition. Par cette manœuvre l'air de la caisse du tympan est aspiré par l'intermédiaire de la trompe d'Eustache. La dépression provoquée vide l'oreille moyenne de la surpression. La manœuvre de Frenzel Elle est basée sur la contraction de la base de la langue qui est refoulée au maximum vers le haut et en arrière contre le voile avec émission du son «Kee ». Cette manœuvre provoque la surpression dans le cavum forçant ainsi la trompe d' Eustache, mais de façon moins violente que la manoeuvre de Valsalva. La béance tubaire volontaire de Delonca Elle nécessite la prise de conscience de la position des muscles du voile et du pharynx au moment de la sensation de plénitude de l'oreille, c’est-à-dire pendant l'ouverture de la trompe. En pratique, on peut y parvenir en étudiant soi-même et hors de l'eau les mouvements pharyngés provoqués par le bâillement et en les reproduisant, la bouche étant presque fermée. Ce n'est qu'après une réalisation parfaite hors de l'eau que cette technique sera appliquée en plongée. Il est indispensable d'être en position d'ouverture au départ de la surface. Les pressions s'équilibrent automatiquement en douceur, et dès le début de la descente... Les déplacements légers du tympan sont synchrones de la respiration. 11 II Les sinus Schéma de localisation des sinus de face Schéma de localisation des sinus de profil 12 Les accidents barotraumatiques Ils sont secondaires à une surpression elle-même induite à une augmentation de volume lors de la remontée. On rappelle la loi de Boyle-Mariotte PV=Cst. I/ Les accidents barotraumatiques de l'oreille : Les accidents barotraumatiques de l'oreille moyenne : c'est de loin l'accident barotraumatique le plus fréquent. Ils résultent d'une obstruction de la trompe d'Eustache. Symptomatologie : douleur de l'oreille, souvent violente, empêchant la descente. Parfois simple gêne, sensation d'oreille bouchée. Bourdonnements d'oreille Conduite à tenir : remonter légèrement effectuer doucement une manoeuvre de rééquilibration. En cas d'échec, ne pas plonger. Moyens préventifs : ne pas plonger lorsqu'on est enrhumé ne pas utiliser de spray nasal avant la plongée Si la douleur survient lors de la remontée (l'obstruction de la trompe d'Eustache étant le plus souvent secondaire à un oedème ou une fatigabilité musculaire) il faut réduire sa vitesse de remontée et ne remonter que très très lentement. Les accidents barotraumatiques de l'oreille interne : ils sont rares. Symptomatologie : grand vertige surdité 13 Conduite à tenir : c'est une urgence a confié aux spécialistes II/ Les poumons : La surpression pulmonaire. La capacité pulmonaire totale en surface d'un plongeur normal est d'environ 6 l alors qu'elle n'est plus que de 3 l à moins 10 m (1,5 l à moins 30 m) s'il est descendu en apnée. En plongée bouteille, le poumon est en equipression avec la pression hydrostatique. Si la remontée et trop rapide l'air dans les poumons ne sera pas évacué et va se dilater jusqu'à entraîner une surpression pulmonaire. Il s'en résulte une fissuration des alvéoles pulmonaires. Les causes de la surpression pulmonaire : le blocage volontaire de l'expiration à la remontée (la remontée sans embout, la remontée à deux sur un embout, plongeur en apnée venant respirer sur l'embout d'un plongeur avant de remonter) spasme glottique (inhalation accidentelle d’eau dans les voies aériennes) accidents dus au matériel (blocage détenteur en débit continu, gilet gonflé bloqué et remontée trop rapide). crises d'asthme anxiété remontée panique manoeuvre de Valsalva à la remontée 14 Schéma des surpressions pulmonaires Symptomatologie : signes neurologiques : ils prédominent sont présents dans 100 % des cas. Ils sont liés à l’aéroembolisme : trouble de la vigilance convulsions hémiplégie troubles visuels signes respiratoires : difficultés respiratoires crachats sanglants emphysème sous-cutané (le plus souvent au niveau du cou, avec gonflement et sensation de neige crépitants à la pression) signes de détresse circulatoire et choc : pâleur ou cyanose (bleu) froideur des extrémités tachycardie arrêt cardiaque 15 parfois les signes sont moins graves et plus frustres : douleur thoracique, toux, spasme sanguinolent, vomissement. Toute la difficulté réside à différencier la surpression pulmonaire d'un accident de décompression, tout en sachant que les deux sont parfois associés. Conduite à tenir : sortir la victime de l'eau prévenir ou faire prévenir les secours (15,16,18) effectuer les premiers signes de réanimation éviter l'hyper ou hypothermie oxygénothérapie à débit élevé discuter l'association d'un traitement contre les accidents de décompression (cf. supra) Moyens de prévention : respecter les contre-indications médicales pulmonaires aménager les épreuves aux examens (les risques sont plus importants dans les 10 premiers mètres) respecter les vitesses de remontée conseillées éviter les hyperpressions par blocage respiratoire (pas de Valsalva à la remontée, pas d'efforts pour tirer l'ancre pas d'efforts mêmes après la sortie de l'eau. III/ Le tube digestif : Les accidents barotraumatiques du tube digestif sont rares. On décrit des ruptures gastriques signalées par des douleurs abdominales aiguës. Le sujet est à confier aux médecins. Avant la plongée éviter la consommation de boissons gazeuses, ou un repas trop important. En pratique, on retrouve plus volontiers des brûlures gastriques induites d'une part par la surpression gastrique est d'autre part par la position tête en bas. IV/ Les dents : De l'air peut s'emprisonner dans une cavité pathologique (carie, pansements, amalgame). A la remontée l’air se dilate. Il apparaît une vive douleur. 16 Le plongeur doit avoir un bon état bucco dentaire. V/ Les sinus Les accidents de descente sont les plus fréquents. L'air ne peut pénétrer dans le sinus, il se crée donc une dépression avec douleur locale. La symptomatologie est évoquée au paragraphe suivant. Lors de la remontée le canal reliant le sinus aux fosses nasal peut être obstrué, l’air contenu ne peut sortir efficacement et se dilate induisant une douleur de la face variable en fonction de la profondeur. Cette douleur se situant en regard de la situation anatomique des sinus c'est-à-dire bord interne de l'oeil, pommettes, front. On retrouve également des sécrétions muqueuses et parfois du sang dans le masque. Les accidents de remontée sont plus rares mais plus graves que les accidents de descente. Il faudra donc éviter de plonger lorsqu'on est enrhumé. Il ne faudra pas prendre de décongestionnant nasal avant la plongée. VI/ Le placage de masque : si le plongeur ne souffle pas par le nez, dans son masque, l'air contenu dans ce dernier va se comprimer lors de la descente jusqu'à la limite de l'élasticité et du masque. Au-delà de cette élasticité se crée un effet de ventouses induites par la dépression. Il y a placage de masque. Les symptômes sont les suivants : douleurs oculaires avec trouble visuel saignements de nez hémorragie sous conjonctivale (yeux rouges) L'évolution est spontanément résolutive sans traitement. En plongée lors de l'expiration il faut souffler une partie de l'air dans le masque via le nez. 17 Accidents de décompression Physiopathologie La maladie de décompression est la formation et le développement de bulles de gaz dans l'organisme. Les gaz respirés sont échangés dans l'organisme au niveau des poumons dans les alvéoles pulmonaires. L'échange avec le sang au travers de la membrane alvéolo-capillaire. C'est un phénomène passif de la plus haute pression partielle vers la plus faible. Structure fonctionnelle du poumon Les gaz sont transportés de façon dissoute par le sang depuis les poumons vers les organes. L'azote est un gaz neutre, il n'est pas utilisé par les tissus et s'accumule donc au cours de la plongée. L'azote a une solubilité diverse en fonction des tissus. 5 à 6 fois plus importante dans les graisses que dans l'eau. Le tissu nerveux est riche en graisse. 18 Le phénomène de dissolution des gaz est conditionné par la vascularisation des organes. Lorsqu'on descend en plongée la pression partielle des gaz dans les poumons est supérieur à celle du sang et celle du sang supérieur à celle des tissus périphériques. Il y a donc accumulation des gaz inertes en périphérie. En remontée c'est le phénomène inverse qui se produit. C'est la décompression. Cette cinétique est parfois longue pour certains tissus et se poursuit après la plongée. Si le poumon n'a pas le temps d'éliminer l'N2 (remontée trop rapide, manque de respect des tables de décompression) il se produit une effervescence azotée. Donc des bulles. On comprend qu'en temps normal les bulles sont veineuses car se sont les veines qui transportent le sang des tissus vers les poumons. Physiologiquement il y a toujours des micro bulles. En temps normal le poumon les évacue sans problème. Si leur nombre est trop important il est dépassé. En cas d'hyperpression pulmonaire (accident ou Valsalva en remontant) le dégazage ne se fait plus correctement et il y a risque de bullage. Les effets des bulles: obstruction vasculaire compression ou dilacération d'un tissu phénomène de coagulation autour de la bulle considérée comme corps étranger. D'où l'intérêt de l'aspirine pour ses propriétés anti-aggréganteplaquettaires. II/ Les accidents de décompression Quels qu'ils soient les accidents sont décalés après la plongée (1/2 h à quelques heures) 1/ les accidents mineurs les accidents cutanés les puces: démangeaisons, picotements (surtout nez et pavillon de l'oreille) 19 les moutons: boursouflures sous cutanées douloureuses. Ces sont des bulles dans les capillaires sous cutanés (souvent dus à un point d'appuis local bloquant le dégazage) Ils restent toujours bénins. Ils peuvent annoncer un accident plus grave. Ils doivent imposer un intervalle d'au moins 10 h avant la plongée suivante. les accidents articulaires, osseux ou musculaires: Bends Douleur retardée après la plongée d'installation progressive intense avec recherche de position antalgique. La mobilisation majore la douleur. En principe une seule articulation à la fois. Par ordre décroissant de probabilité: épaule, genou, coude, hanche, poignet ... Conduite à tenir: caisson de recompression. Les antalgiques ne fonctionnent pas 2/ Les accidents majeurs les accidents neurologiques: médullaires (moelle épinière) faiblesse intense, angoisse douleur en ceinture, ou lombaire (du bas du dos) sensation de jambes lourdes, de piqûre, fourmillements dans les jambes paraplégie difficultés à uriner de Ils sont du à la présence d'une bulle qui comprime la moelle épinière. Conduite à tenir: caisson de recompression. Centraux (le cerveau) Céphalée, vomissements crise convulsives paralysies (monoplégie, quadriplégie, hémiplégie) anesthésie d'un membre troubles sensoriels: de la parole, visuels. Ils sont dus à une embolie cérébrale gazeuse. 20 La décompression en caisson est efficace et sans séquelle dans 9 cas sur 10. labyrinthiques (le centre de l'équilibre) déséquilibre fugace "mal de mer": vomissements grand vertige les signes peuvent apparaître dés la remontée et s'accentuent sur le bateau. La recompression en caisson permet une récupération parfois totale III/ Conduite à tenir en cas d'accident de décompression: Toute apparition de symptôme doit être prise au sérieux. Sortir la victime de l'eau la déséquiper et l'allonger effectuer les gestes de réanimation si la victime est inconsciente prévenir ou faire prévenir les secours (16, 18, 15), alerter le caisson appliquer les recommandations de la conférence de consensus Recommandations de type I: ne jamais réimerger la victime oxygénothérapie au masque à l'oxygène pur à haut débit (15 l/mn) réhydratation: boire un 1 litre d'eau/ heure. De l'eau plate, si possible ou un soluté hypertonique (Isostar...). Contre indication si suspicion de lésion du tube digestif, trouble neurologique avec risque de fausse route, nausée/vomissement, difficultés à uriner. Recommandations de type II continuer les mesures de type I en attendant les secours réchauffer la victime Recommandations de type III: Optionnelles en l'absence d'allergie à l'aspirine donner jusqu'à 500 mg d'aspirine 21 VI/ Les facteurs favorisants age supérieur à 40-50 ans obésité (graisse fixe N2) tabagisme,la déshydratation (par modification de la fluidité sanguine), , alcool (favorise l'apparition des bulles et déshydrate) certains médicaments la fatigue +++, le stress, mauvaise condition physique et psychique effort physique important avant la plongée surtout si douleur musculaire pendant la plongée car augmente la quantité d'azote dissous après la plongée: augmente la formation de bulles. essoufflement, mauvaise ventilation (par diminution de la qualité de l'expiration et donc de l'évacuation d'N2) le froid: réduit la vitesse d'élimination de l'N2 la profondeur et le temps de plongée les plongées successives un mauvais respect des paliers V/ Moyens de prévention Matériel en bon état Etre en bonne condition physique et mentale. S'entraîner régulièrement et se reposer avant de plonger Limiter le temps passé en profondeur Respecter la vitesse de remontée (17 à 15 mètres par minute) Respecter les tables et les paliers Ne pas rester inactif au palier (mais bouger pour favoriser la circulation sanguine) Pas de Valsalva au palier (surpression pulmonaire donc mauvais dégazage) Eviter les plongées avec profils à risque: profil inversé, yoyo Ne pas changer de table ou d'ordinateur entre 2 plongée (surtout en cas de plongées successives) En cas de plongée successive ou consécutive faire la plus profonde en premier Pas plus de 2 plongées par jour et 5 jours de plongée par semaine. Ne pas faire d'apnée éviter les remontés à deux avec échanges d'embouts Ne pas boire d'alcool avant de plonger S'hydrater correctement (toujours avoir de l'eau avec soi) 22 Pas de plongée en apnée après plongée bouteilles (au moins 6 h d'intervalle) Ne pas prendre l'avion 12 h avant la dernière plongée (se fier à son ordinateur si temps plus long) 23 La noyade en plongée La noyade en plongée et bien souvent la conséquence d'un sûr accident. L'ensemble des pathologies décrites jusqu'à présent peut entraîner une noyade soit lors d'une panique, soit lors d'un trouble de raisonnement (narcose), soit encore lors d'un malaise avec perte de connaissance. La panne d'air peut aussi être responsable… Les noyades sont classées en différents stades suivant leur gravité. Symptomatologie : stade 1 : le sujet est conscient : angoisse épuisement toux résiduelle hypothermie stade 2 : même symptomatologie qu'au stade 1 avec difficultés ventilaroires. Stade 3 : apparition de troubles de la conscience ventilation accélérée et superficielle pouls rapide nausées, vomissements stade 4 : coma aréactif arrêt ventilatoire arrêt cardiaque Conduite à tenir : Elle est fonction de la gravité de la noyade en allant du simple réconfort jusqu'à la mise en place de moyens d'urgence. Moyens de prévention : savoir nager adapter ses plongées à son niveau 24 avoir de quoi maintenir sa flottabilité en surface et pouvoir respirer sans bouteille (gilet, tuba) toujours être en mesure de larguer les plombs au cours de la plongée ne pas pénétrer dans les grottes où les épaves avoir sur soi un couteau de plongée ou un coupe câble toujours effectuer un tour d'horizon avant de percer la surface 25