l`appareil cardio-vasculaire et la plongee

L’APPAREIL CARDIO-VASCULAIRE
ET LA PLONGEE
Formation N 4 – CODEP 31 / 2005-2006
Talel ZAIR [email protected]
Anca MEFFRE [email protected]
Trajet de l’air et ses composants :
Air
inspiré
N2: 80%
O2: 20%
Bloc ; Détendeur
Voies aériennes supérieures
APPAREIL
VENTILATOIRE
Échanges gazeux - Voies aériennes inférieures - poumons
Échanges gazeux
Système circulatoire
Tissus
-Air expiré: 80% N2; 16% O2 4% CO2
APPAREIL
CARDIOVASCULAIRE
APPAREIL
VENTILATOIRE
Introduction
•
Objectif général N4 - Rôle du N4
=> Responsable en immersion
=> Adapter les paramètres de plongée en fonction des circonstances et
des compétences des membres de la palanquée
•
Objectif séance
=> Connaître les mécanismes de la circulation afin de comprendre les
échanges gazeux et de prévenir certaines accidents de la plongée
L’APPAREIL CARDIO-VASCULAIRE
& LA PLONGEE - PLAN
* Rappels
* Appareil circulatoire
- Rôle
- Grande & petite circulation
- Le sang
- Les vaisseaux sanguins
- Transport sanguin
* Les échanges gazeux
* Le coeur
- Anatomie
- Physiologie et fonctionnement
- Régulation
* Système cardio-vasculaire et
plongée
- Aéro-embolie
- Choc thermo différentiel
- FOP
- Déshydratation
- Froid
Rappels 1/3
* Air : composition, pression partielle, volume (Dalton, Mariotte)
Rappels 2/3
Dissolution des gaz ( loi d’Henry ) - Mécanisme d’échange (de diffusion) :
schéma de principe
Gaz
P = pression qu’exerce le gaz sur le liquide
T = pression qu’exerce le gaz dissout
Liquide
au sein d’un liquide
P=T
équilibre
P>T
sous-saturation
P=T
P<T
saturation sur-saturation
En plongée :
compression
on sature en N2
Descente ppN2
décompression
on dé sature en N2
Remontée ppN2
A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissoute dans un liquide
est directement proportionnelle à la pression que ce gaz exerce sur le liquide. »
Rappels 3/3
Le système nerveux :
•Système organique de traitement et de transmission des informations
•Deux fonctions essentielles :
•Relation avec l’environnement (central et périphérique)
•Fonctionnement des organes internes (neuro végétatif)
* système parasympathique :rôle modérateur
* système orthosympathique : rôle accélérateur
Appareil circulatoire
•
Rôle: essentiel à la vie
=> Distribution de l’oxygène et des nutriments
=> Élimine le gaz carbonique et des déchets
•
Composition :
=> Sang
=> Vaisseaux sanguins
=> Cœur
La circulation 1/3
Grande circulation
(oxygénation du cerveau)
Petite circulation
(oxygénation du sang)
Capillaires pulmonaires
Grande circulation
(oxygénation des tissus)
La circulation 2/3
La petite circulation – La circulation pulmonaire
•Oxygénation du sang
•Hématose :
Artère pulmonaire
L’ensemble des échanges
alvéo-capillaires
permettant l’apport
d’oxygène au sang
et l’élimination
Veine pulmonaire
du gaz carbonique
produit par les cellules.
Sang hématosé :
riche en oxygène
Veines caves
•En plongée :
Intervention de l’azote
La circulation 3/3
La grande circulation – La circulation générale (systémique)
* véhicule du sang
riche en O2 vers
les tissus;
* débarrasse les
déchets de
l’organisme;
•En plongée :
Intervention de l’azote
Le sang 1/2
* Définition :
=> liquide visqueux, opaque et salé de couleur rouge
=> composé de cellules ou globules (45%) et plasma
=> la masse sanguine ≈ 8% du poids du corps (6 litres chez une personne
de 80Kg)
* Rôle :
=> Transporteur : nutriments, hydratation, anticorps, gaz
=> Évacue les déchets vers les poumons, les reins, la peau
Le sang 2/2
Composition :
* Plasma
* 50%H2O
* Globules rouges :
•transport d’O2 et CO2 (l’hémoglobine
Fe)
•4 à 5 millions/mm3
•agrégation en présence d’N2
* Globules blancs :
•défense (virus, bactéries, corps étrangers,..)
•7000 à 8000/mm3
* Plaquettes :
•essentielles à la coagulation
•200 à 400000/mm3
* Gaz (O2, N2, CO2), hormones, sels minéraux
Vaisseaux sanguins 1/1
Les artères (aorte : 2,5 cm)
•canalisation souples (régulation : vaso
constriction et dilatation)
•transportent le sang du cœur vers
l’extérieur et les veines de l’extérieur
vers le cœur
•pression plus élevée
•artérioles
Les capillaires :
•extrêmement fines
•échange entre le sang et les cellules
Les veines
•veinules
•canalisations semi-rigides
•transportent le sans vers le cœur
•valvules anti retour et contractions musculaires
Transport sanguin 1/2
•
MODES DE TRANSPORT DES GAZ :
- L’oxygène O2 :
* Composé instable de couleur rouge vif
* Principalement combiné à l’hémoglobine - 98% sous forme d’oxyhémoglobine :
Hb + O2 => HbO2
* 2% dissout (En plongée la forme dissoute augmente)
Chaque globule rouge contient
280 millions de molécules
d’hémoglobines
O2
GLOBINE
Hème (fer)
fixent l’O2
Transport sanguin 2/2
- Le dioxyde de carbone CO2 :
* composé instable de couleur rouge sombre
* 87% sous forme de bicarbonates
CO2 + H2O = H2CO3 = H+ (ion acide) et HCO3- (ion bicarbonate)
* 8% combiné à l’hémoglobine
Hb + CO2 => HbCO2 ( carbohémoglobine )
* 5% dissous dans le plasma
- Le monoxyde de carbone CO :
* composé stable qui se fixe sur l’hémoglobine
Affinité 200 fois plus importante pour le CO que pour l’O2
Hb + CO => HbCO ( carboxyhémoglobine )
En cas d’intoxication au CO : Traitement O2 hyperbare
- L’azote N2 :
* entièrement dissout dans le plasma
* gaz neutre : PpN2 (alvéolaire) = PpN2 (tissulaire)
Les échanges gazeux 1/3
Deux phases :
=> Phase alvéolaire : Se charge en O2 et de décharge en CO2
=> Phase tissulaire : Se charge en CO2 et de décharge en O2
C’est le sang qui joue le rôle de transporteur entre les deux phases via
le mécanisme de diffusion (transfert par différence de pression partielle)
PHASE
ALVEOLAIRE
16% O2
4%CO2 CO2
80% N2 N2
Sang chargé
en CO2
O2
N2
POUMON
20% O2
0%CO2
80% N2
Sang chargé
en O2
PHASE
TISSULAIRE
CO2
N2
O2
N2
TISSU
16% O2
4%CO2
80% N2
Sang chargé
en CO2
Les échanges gazeux 2/3
Les échanges gazeux 3/3
T O2 = 40 mm Hg
T CO2 = 46 mm Hg
 Sang 
CO2 
T O2 = 95 mm Hg
T CO2 = 40 mm Hg
O2 
T O2 < 40mm Hg
T CO2 > 46 mm Hg
Tissu
En plongée :
compression
on sature en N2
Descente ppN2
décompression
on dé sature en N2
Remontée ppN2
Plan
* Le coeur
- Anatomie
- Physiologie et fonctionnement
- Régulation
* Système cardio-vasculaire et plongée
- Aéro-embolie
- Choc thermo différentiel
- FOP
- Déshydratation
- Froid
Le cœur – Anatomie 1/3
La paroi du cœur est composé de 3 tuniques:
* l’endocarde : mince membrane qui tapisse
la face interne des 4 cavités cardiaques
* Le myocarde : tissu musculaire du cœur,
mince au niveau des oreillettes
épais au niveau ventriculaire.
* Le péricarde : enveloppe externe du cœur
constituée de deux feuillets
L’un viscéral adhérant au myocarde
L’autre pariétal (l’épicarde)
Le cœur – Anatomie 2/3
Le cœur – Anatomie 3/3
* Innervation: 2 circuits de commande
- commande réflexe:
Noyau sinusal: Keith et Flack
Noyau septal: Aschoff et Tawara
Faisceau de His
- commande automatique:
Adaptation du rythme cardiaque
en fonction des stimulus externes
* Vascularisation
- les coronaires (veines et artères)
Le cœur – Physiologie et fonctionnement 1/3
La révolution cardiaque mouvement cyclique en 3 temps:
- Systole auriculaire: contraction des 2 oreillettes
- Systole ventriculaire: contraction des 2 ventricules
- Diastole: temps de repos 60%
1 - remplissage des oreillettes : veines caves & pulmonaire (diastole)
2 - contraction des oreillettes (systole auriculaire)
ouverture des valvules auriculo-ventriculaires
remplissage des ventricules
3 - contraction des ventricules (systole ventriculaire)
ouverture des valvules semi-lunaires
éjection dans les artères (aorte) (diastole)
Le cœur – Physiologie et fonctionnement 2/3
1
Diastole
3
Systole ventriculaire
Diastole
2
Systole auriculaire
Le cœur – Physiologie et fonctionnement 3/3
Les manifestations de l’activité cardiaque
Mécanique
* le pouls – onde de choque provoquée par chaque systole
40-80 battements/minute au repos
Phonique
* TOUM
* TA
Électrique
* l’électrocardiogramme
Le cœur – Régulation 1/3
Régulation intrinsèque: fonctionnement normal permanent
cellules nerveuses spécialisées générant
des impulsions excitatrices du myocarde :
* le noyau sinusal:
fréquence 120/130 par minute
* le noyau septal:
fréquence 40 à 60 par minute
* le faisceau HIS:
fréquence 25 à 35 par minute
Fréquence résultante: équilibre entre
ces trois centres excitateurs
40-80 battements /minute
Le cœur – Régulation 2/3
Régulation automatique :adaptation du débit sanguin aux besoins du moment.
intensité à l’effort, émotion, stress, âge, sexe, entraînement …
* capteurs
- osmo récepteurs (concentration sanguine mesurée dans l’hypothalamus)
- baro récepteurs (crosse aortique – sinus carotidien)
- volo récepteurs (paroi de l’oreillette droite)
- chémo récepteurs (tension en O2, CO2, acidité, ions….)
* transmission aux centres d’analyse et de décision
* effets : modification de
- la fréquence
- la pression artérielle
- la résistance du réseau sanguin (dilatation ou constriction)
Comment?
- voie orthosympathique (accélération - noradrénaline)
- voie parasympathique (ralentissement - acétylcholine)
Le cœur – Régulation 3/3
La pression artérielle (PA)
pression exercée par le sang sur les parois artérielles =
directement issue de la contraction systolique du myocarde
On mesure :
* la pression totale au moment de la systole ventriculaire (PA max)
* la pression en phase de diastole (repos) liée au volume sanguin
et au volume des vaisseaux (PA min)
* la différence entre les deux exprime la pression dynamique
fournie par la pompe cardiaque; écart normal = 4-5
Ex. : 12-8
12 = pression max, qualité de la systole ventriculaire
8 = pression min, qualité de la diastole
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 1/8
L’AERO-EMBOLIE
Mécanisme :
* passage de bulles d’air dans le circuit sanguin
* bouchon dans les coronaires
* perturbation ou lésion du myocarde
Symptôme :
* douleur cardiaque
* arrêt cardiaque
Conséquences d’une SP ou ADD (…à suivre cours suivants)
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 2/8
LE CHOC THERMO-DIFFERENTIEL CARDIAQUE
Causes :
* plongeur ayant un rythme cardiaque lent
* mise à l’eau
Mécanisme :
* contact de l’eau fraîche sur le visage
* diminution du rythme cardiaque (réflexe de bradycardie)
compensée normalement après quelques minutes
* défaut d’irrigation cérébrale
Symptôme:
* perte de connaissance
Guide de palanquée
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 3/8
FORAMEN OVALE PERMEABLE (FOP) 1/2
Définition :
* trou entre les 2 oreillettes
communication inter auriculaire ou shunt
entre les 2 oreillettes
* poumons inactifs chez l’embryon
Trou ouvert pour court-circuiter les
échanges gazeux pulmonaires assurés
par la mère
* à la naissance acquisition de la respiration,
modification des gradients de pression
cœur gauche/cœur droit, fermeture du clapet
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 4/8
FORAMEN OVALE PERMEABLE 2/2
Causes :
* perméabilité du foramen ovale dû à une hyperpression sanguine
* attention aux bulles silencieuses
Mécanisme :
* le sang veineux passe directement dans le sang artériel
en évitant les échanges pulmonaires
* l’azote n’est pas évacué
Facteur aggravant d’ADD (à suivre…..cours suivants)
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 5/8
DESHYDRATATION
Facteur aggravant des ADD
Causes :
* Sudation due a la chaleur
* Perte de liquides gastriques
* Diurèse d’immersion
En plongée:
* Sécheresse de l’air inspirer
* Régulation immersion
* Gestion du froid
Guide de palanquée:
* Boire beaucoup d’eau
* Minimum 1,5 L par jour
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 6/8
DIURESE
Facteur aggravant des ADD
Causes :
* Froid
* Pression de l’eau
Mécanisme :
* Augmentation du volume sanguin central
* Adaptation du rythme cardiaque
* Diminution de la masse sanguine par diurèse
* Retour en surface: mauvaise élimination de l’azote => ADD
Guide de palanquée:
* Boire beaucoup d’eau
* Minimum 1,5 L par jour
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 7/8
FROID 1/2 :
Causes :
* nécessité de maintenir la température interne à 37°C
=> refroidissement 25 fois plus rapide dans l’eau
* changement du milieu, eau froide, combi inadapté, …
* refroidissement par
Convection: circulation d’eau près de la peau
Conduction: réchauffement de cette eau
Préventions :
* Bonne alimentation, bien se couvrir sur le bateau
* Ne pas plongée fatigué, limiter le temps de plongée
* Remonter des l’apparition du froid
Conduite A Tenir :
* Déséquiper le plongeur, sécher sans frotter
* Vêtements secs et chauds, boire chaude et sucré
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 8/8
FROID 2/2 :
Mécanisme et effets:
* capteurs et transmission au centres nerveux
* régulation de l’organisme
Phase 1 : Vasoconstriction périphérique des vaisseaux
Phase 2 :Production de la chaleur :
- contractions des muscles horripilateurs
diminution de la surface de contacte avec le froid, cher de poule
- augmentation involontaire de l’activité musculaire
(claquement des dents, frissons, ..)
pour augmenter également la production de calories
Guide de palanquée:
* Observation des comportement (position recroquevillée, frissons …)
* Attention aux enfants, aux femmes
* Ne pas attendre le signe « j’ai froid »
Conclusion
SYSTEME ESSENTIEL A LA VIE
PREVENTION TRES IMPORTANTE
* Attention à l’effort physique
* Attention à la déshydratation
* Attention au froid
RISQUE FAVORISANT OU AGGRAVANT LES ADD