Anatomie et physiologie du plongeur
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Anatomie et physiologie du plongeur Claude DUBOC 1 Quelques précisions concernant l'anatomie Trachée Lobule ZOOM SUR LE LOBULE PULMONAIRE Poumon droit Bronche Artère pulmonaire Veine pulmonaire Coeur Plèvres Diaphragme 2 Le lobule pulmonaire ZOOM Artériole Alvéole Bronchiole Veinule 3 L'alvéole Air alvéolaire Artériole Barrière alvéolo capillaire Veinule Capillaire ZOOM AIR SP Cellule Capillaire Surfactant SP 4 Les volumes pulmonaires Inspiration calme : abaissement du diaphragme Muscles releveurs Volume courant = 0.5 L Expiration calme : Relâchement du diaphragme Volume de réserve inspiratoire = 2.5 L Diaphragme Inspiration forcée : Abaissement du diaph. Muscles abaisseurs + muscles releveurs Expiration forcée : Relâchement du diaph. + muscles abaisseurs Volume de réserve expiratoire = 1.5 L Volume résiduel = 1.5 L. Espace mort = 0.2 L 5 Volumes pulmonaires : Soufflet et pneumogramme 6 L'anatomie du cœur : les notions de base Carotide gauche Carotide droite Aorte Artère pulmonaire Clapet "antiretour" Veine pulmonaire Veine cave sup Oreillette droite Oreillette gauche Veine cave inf Clapet "antiretour" Ventricule gauche Clapet "antiretour" Muscle cardiaque Ventricule droit Cloison interventriculaire 7 La circulation vers le cerveau : la grande circulation A Capillaires cérébraux V A V A V Le sinus carotidien : Siège des barorécepteurs et des chémorécepteurs On peut également placer sur ce schéma le trajet des bulles d'air générées par la surpression pulmonaire 8 Synthèse : Petite et grande circulation. Capillaires pulmonaires : Hématose Petite circulation Artères pulmonaires Veines pulmonaires Aorte Cœur droit Cœur gauche Veine cave Grande circulation Intestin Foie Capillaires de tous les organes : • Myocarde, muscles, cerveau : Respiration 9 La révolution cardiaque Diastole générale : Admission du sang Dans les oreillettes Systole auriculaire Systole ventriculaire Systole ventriculaire: Passage du sang Passage du sang Fermeture des valvules dans les dans les 1er bruit du coeur ventricules Artères. Expulsion du sang Suivie de la fermeture Des valvules : 2ème bruit du coeur 10 Le foramen ovale perméable : Le FOP L'immersion fait augmenter la pression dans l'oreillette droite, donc un simple effort, ou un valsalva suffiront à ouvrir ce "clapet" et des bulles peuvent passer dans la circulation systémique. Environ 30% des sujets ont un foramen ovale plus ou moins perméable. La détection se fait par ETO ou par écho doppler transcrânien. 11 Les échanges gazeux alvéolaires Pressions partielles dans les différents compartiments impliqués dans les échanges gazeux Valeurs en mm de Hg Air inspiré Air expiré Air alvéolaire Sang hématosé Sang non hématosé O2 159 122 100 100 40 CO2 0,2 33 40 40 47 H2O variable 47 47 N2 601 559 573 573 573 Ces valeurs sont arrondies, elles peuvent légèrement différer d'un auteur à un autre Elles sont exprimées en mm de Hg bien que cette unité soit "démodée" 12 La première étape : les échanges entre l'air inspiré et l'air alvéolaire AI EM CO2 O2 AE Alvéole Début d'inspiration Inspiration Fin d'inspiration Expiration 13 La seconde étape : les échanges entre l'air alvéolaire et le sang Air expiré O2 122 Cette PP est constante quelque soit la profondeur Artériole CO2 33 O2 100 O2 40 CO2 47 CO2 40 Veinule O2 100 CO2 40 14 Explication : La Pp de CO2 est constante quelque soit la profondeur Il ne peut en être autrement : Le gradient d'élimination n'est que de 7 mm de Hg et si elle augmentait, alors la plongée serait impossible Une alvéole en surface : Pabs = 1 bar Cette alvéole est descendue à 10 m soit 2 b N2 O2 CO2 Pp = 1 x 5% = 2 x 2,5% = Constante Cette molécule de CO2 représente 1/20 des molécules soit ~5% Elle provient du métabolisme La production de CO2 endogène n'a pas augmenté. Cette molécule représente maintenant 1/40 des présentes soit ~2,5 % 15 Le problème est inversé en altitude L' alvéole en altitude : Pabs = 0,5 bar Le CO2 est donc bien constant si on considère la Pression partielle. En profondeur le % de CO2 diminue N2 En altitude il augmente O2 CO2 Monsieur Bülhman calcule donc les corrections des plongées en altitude en utilisant la composition de l'air alvéolaire et non en considérant celle de l'air atmosphérique. On constate qu'il reste moins d'azote que prévu La quantité de CO2 produite reste identique. Ce CO2 ne représente plus que 1/10 des molécules soit 10 % 16 Cette propriété permet d'expliquer l'essoufflement Augmentation de la production de CO2 Faible augmentation du CO2 sanguin Régulation insuffisante Augmentation du CO2 alvéolaire Diminution du gradient d'élimination Hypercapnie progressive Stimulation du centre bulbaire inspirateur Stimulation des systèmes de régulation Inefficacité : ventilation superficielle Détresse ventilatoire Augmentation de la ventilation Et de la circulation Efficacité : CO2 maintenu constant : OK 17 Le transport des gaz respiratoires par le sang Le transport de l'O2 L'O2 est à 98 % transporté par les molécules d'hémoglobine contenues dans les hématies Groupement hème Globine (protéine) Fe 2+ Le CO2 transporté par l'hémoglobine se fixe sur la globine L'O2 se fixe sur le fer du groupement hème 18 Le transport des gaz respiratoires par le sang L'O2 fixé en fonction de la pression partielle % O2 transporté 100 % 100 mm de Hg Pp d'O2 19 Le transport des gaz respiratoires par le sang Le transport du CO2 CO2 dissous ~2 % CO2 combiné ~ 25,5 % CO2 dissous ~3 % (bicarbonates) CO2 combiné ~62 % CO2 sur la globine ~7,5 % Total ~ 65 % (bicarbonates) Total ~35 % Hématies Plasma NB : Les valeurs données sont arrondies 20 Conséquence : les effets de l'hyperventilation L'hyperventilation fait diminuer la quantité de CO2 dans l'air alvolaire. Le CO2 sanguin est donc en diminution Son intervention participant au déclenchement dans la rupture d'apnée est donc retardée Mais l'hyperventilation ne fait pas augmenter la quantité d'O2 apportée au cerveau Car l'hémoglobine est déjà quasiment saturée L'hyperventilation augmente donc considérablement le risque d'apparition de la syncope anoxique 21 Le risque de syncope anoxique Pp dans l'air alvéolaire Apnée normale Prolongation de l'apnée Normoxie CO2 = rupture de l'apnée 100 mm Hg 40 mm Hg Hypoxie Anoxie Temps Descente Séjour au fond Remontée 22 23
