9.Physio cardio N4 2017(P.Ubrich)

PHYSIOLOGIE
CIRCULATION - VENTILATION
P.UBRICH
18/01/2017
INTRODUCTION
- compréhension des modifications de la physiologie
cardiovasculaire et ventilatoire liées à l’immersion et
des conséquences qui en découlent
- comprendre et de prévenir les accidents
SYSTEME CARDIO-VASCULAIRE
 Est composé:
- du coeur
- des vaisseaux
qui constituent un réseau
- d’un transporteur, le sang qui circule dans ce
réseau
LE COEUR
 Constitué d’un muscle creux délimitant 4 cavités:
- les oreillettes droite et gauche
- les ventricules droit et gauche
délimitant sur le plan physiologique un coeur droit et un
coeur gauche, séparés sur le plan anatomique par le
septum interauriculaire et le septum interventriculaire
 ce muscle se contracte de façon automatique et joue le
rôle d’une pompe
LE COEUR
 Pour que la circulation soit unidirectionnelle, entre les
cavités il existe des clapets anti-retour, les valves:
- à droite, la valve tricuspide entre OD et VD, la valve
pulmonaire entre VD et le tronc de l’artère
pulmonaire
- à gauche, la valve mitrale entre OG et VG, la valve
aortique entre VG et l’aorte
LE COEUR
 Au niveau de OD arrivent les 2 veines caves et le VD se
déverse dans le tronc de l’artère pulmonaire
 à gauche, dans l’OG se jettent les 4 veines
pulmonaires, le VG se vidange dans l’aorte
LE COEUR
 Notion de cycle cardiaque: alternativement,
oreillettes et ventricules se contractent et se vident;
c’est la systole
puis, oreillettes et ventricules se remplissent suite au
relachement du muscle cardiaque ou myocarde: c’est
la diastole
 Cette séquence systole/diastole définit le cycle
cardiaque
 la fréquence et la force de contraction sont régulées
par le système nerveux autonome, permettant
d’adapter le débit cardiaque aux besoins, par
exemple à l’effort
FORAMEN OVALE
 avant la naissance les poumons ne sont pas fonctionnels et,
de ce fait, le VD ne peut pas envoyer le sang dans l’artère
pulmonaire.
 Il existe un passage entre OD et OG au travers du septum
interauriculaire: le foramen ovale
 À la naissance, un clapet situé dans l’OG, va venir recouvrir
ce foramen ovale et le fermer. Dans les semaines suivant la
naissance il va se souder. Chez environ 25 à 30% des gens il
ne se soude jamais et dans certaines circonstances va
pouvoir se ré-ouvrir; on parle alors de foramen ovale
perméable ( FOP )
FORAMEN OVALE PERMEABLE ( FOP )
 Une augmentation de la pression intra thoracique comme
lors d’un effort en apnée, une manoeuvre de Valsalva à la
remontée, le gonflage du gilet à la bouche va ré-ouvrir le
FOP.
 Il est alors possible, même si on a respecté les procédures
de décompression, que des microbulles passent
directement dans l’OG puis le VG et l’aorte et gagner par
exemple la circulation cérébrale et entrainer l’apparition de
signes neurologiques
LE COEUR EN PLONGEE
 L’immersion a plusieurs conséquences sur le coeur:
- modification de la répartition de la masse sanguine suite à
l’augmention de la pression hydrostatique responsable
d’une augmentation du retour veineux cave ( bloodshift )
- cette augmentation du retour veineux cave entraine une
diminution de la fréquence cardiaque ou bradycardie et
parallèlement une augmentation du volume sanguin
éjecté à chaque systole ou volume d’éjection systolique
LE COEUR EN PLONGEE
 de ces faits, l’immersion s’accompagne d’une augmentation
du débit cardiaque et par conséquent des débits et de la
pression artérielle au niveau des organes dont les reins.
Ceci entraine une augmentation de la diurèse; c’est l’un des
mécanisme de la diurèse d’immersion
 cette augmentation du débit va être transitoire ( moins de
10mn ) car l’augmentation du volume sanguin intra cardiaque
stimule la sécrétion d’une hormone qui va favoriser la diurèse
afin de réduire ce volume; c’est l’autre mécanisme de la
diurèse d’immersion
LE CŒUR EN PLONGEE
 La modification de la distribution de la masse sanguine
avec afflux de sang vers les poumons lors de l’immersion
va entrainer une diminution des volumes pulmonaire.
 Ceci explique pourquoi dans les premiers instants suivant
l’immersion on ressent une petite gène respiratoire. Pour
éviter cette sensation il est utile de rester quelques
instants en surface avant de s’immerger totalement. En
effet le bloodshift se fait alors en deux étapes atténuant
voire éliminant cette gène respiratoire car le cœur a le
temps de mettre en place ses mécanismes de
compensation
LE COEUR EN PLONGEE
 En cas d’effort, l’organisme adapte le débit sanguin
en augmentant la fréquence cardiaque.
Les causes d’effort sont nombreuses en plongée, en
premier lieu, l’augmentation du travail respiratoire et
la lutte contre le froid.
Le coeur est à même de supporter ce travail
supplémentaire, mais dans certaines circonstances
favorisantes ( efforts intenses, stress important,
maladies cardiaques pré-existantes,…) ou non il peut
ne plus l’être et entrainer une gène respiratoire:
l’oedème pulmonaire aigu ( oedème pulmonaire
d’immersion )
OEDEME PULMONAIRE
D’IMMERSION ( OPI )
 Comme on vient de le voir, l’immersion entraine des
adaptations cardiaques.
Dans un certain nombre de cas, plus ou moins bien
expliqués peut survenir un oedème pulmonaire
d’immersion.
La pompe cardiaque s’engorge ce qui entraine une
accumulation de sang dans les capillaires pulmonaires
et un passage sanguin des capillaires vers les alvéoles
pulmonaires. Ceci entraine une gène respiratoire plus
ou moins sévère, qui en général s’aggrave à la
remontée, et s’accompagne de toux et d’une
expectoration mousseuse rosée
OEDEME PULMONAIRE
D’IMMERSION
 Est favorisé par:
- le stress,
- le froid,
- les efforts inspiratoires importants en cas de
détendeurs mal réglés ou parfois de recycleurs
- dans deux tiers des cas on retrouve une maladie
cardiaque ( myocardiopathie ou valvulopathie )
 Régresse souvent spontanément, ou sous traitement
médical mais récidive dans 25% des cas posant la question
de la reprise de l’activité plongée
LES VAISSEAUX
 le réseau vasculaire est composé par:
- les artères:
Ce sont les vaisseaux qui partent du coeur.
Plus elles sont loin du coeur, plus leur calibre est petit.
Les plus petites sont appelées artérioles.
La paroi des artères contient des fibres musculaires
ce qui permet de faire varier le calibre. Quand il
augmente on parle de vasodilatation et inversement s’il
diminue de vasoconstriction. Ceci est régulé par le
système nerveux autonome
LES VAISSEAUX
 - les veines:
Elles retournent au coeur.
Les plus fines sont appelées veinules
Toutes celles provenant de la partie inférieures du
corps renferment des valvules pour empêcher le
sang de stagner dans les membres inférieurs suite à
l’action de la gravité.
Leur paroi est beaucoup plus souple que celle des
artères et de ce fait, lors de l’immersion elles sont
comprimées et le sang est chassé vers le noyau
central
LES VAISSEAUX
 faisant suite aux artérioles on décrit les capillaires.
C’est à ce niveau que se font les échanges avec les
tissus, notamment les échanges gazeux qui nous
imposent nos conduites en plongée ainsi que les
procédures de remontée.
Les capillaires vont former les veinules
LES VAISSEAUX
 Le versant interne de la paroi des vaisseaux est
tapissée par un endothélium. Cet endothélium est
constitué par la juxtaposition de cellules comme les
pavés sur une route. La paroi des vaisseaux n’est donc
pas lisse mais présente de nombreuses irrégularités.
 Lorsque le flux sanguin rencontre des bifurcations ou
au niveau des valves cardiaques, apparaissent des
phénomènes de cavitation ou de tribonucléation avec
formation de gaz nucléï formés de noyaux de CO2
LES VAISSEAUX
 Ces gaz nucléï, microscopiques, vont se coincer dans
les creux entre les cellules endothéliales et lors de la
phase de désaturation vont être alimentés par l’azote
dissous qui, à leur contact, repasse sous forme
gazeuse et va former les microbulles voire les
manchons gazeux responsables des ADD
 Des études sont en cours pour voire comment
diminuer ces gaz nucléï mais, à ce jour, rien n’est
encore validé
LE SANG
 Circule dans les vaisseaux grace aux contractions de la
pompe cardiaque.
Le sang joue le rôle de transporteur.
 Est composé d’eau ( plasma ) dans laquelle sont en
solution un certain nombre de substances ( nutriments,
minéraux, protéïnes, hormones, dechets et gaz dont
l’oxygène, le gaz carbonique et l’azote)
 Contient également les globules rouges, les globules
blancs et les plaquettes
LES GLOBULES ROUGES
 Participent au transport de l’oxygène
 Ils contiennent une molécule composée d’une
protéïne la globine sur laquelle sont fixés des atomes
de fer, les hèmes. L’ensemble constitue
l’hémoglobine
 L’oxygène se fixe sur les hèmes au niveau des
alvéoles pulmonaires et est transporté jusqu’aux
tissus où il est libéré et diffuse dans les cellules
LES GLOBULES BLANCS ET LES
PLAQUETTES
 Les globules blancs participent à la défense de
l’organisme contre les infections
 Les plaquettes ont un rôle prépondérant dans la
coagulation
LE TRANSPORT DES GAZ EN
SURFACE
 L’oxygène est presque exclusivement combiné à
l’hémoglobine qui est saturée à 98%. Seul 2% de l’oxygène est
dissout dans le plasma
 Le gaz carbonique, produit par les cellules, est transporté
sous trois formes:
- sous forme de bicarbonates à 87%
- fixé sur l’hémoglobine pour 8% mais sur un autre site
que l’oxygène
- dissous dans le plasma pour les 5% restants
 L’azote est transporté uniquement sous forme dissoute
LE TRANSPORT DES GAZ EN
PLONGEE
 L’oxygène, du fait de la profondeur entrainant une augmentation de
la PpO2, va saturer l’hémoglobine à 100% puis augmenter sa fraction
dissoute à la descente et, inversement, cette dernière va rediminuer
à la remontée.
 l’azote voit également voir sa quantité dissoute augmenter à la
descente ( augmentation de la PpN2 ) et rebaisser à la remontée.
Ceci impose le respect des vitesses de remontée et des procédures
de décompression
 Le gaz carbonique ne voit pas sa Pp varier avec la profondeur car
n’existant qu’à l’état de trace dans l’air inspiré, la PpCO2 est
uniquement liée à la production de CO2 par les cellules et cette
production est stable quelle que soit la valeur de la pression
ambiante
LA CIRCULATION
 On décrit deux circulations:
- la petite circulation: elle est composée du coeur
droit ( OD + VD ), des artères pulmonaires, des
artèrioles pulmonaires, des capillaires pulmonaires,
des veinules et des veines pulmonaires
- la grande circulation: comprend le coeur gauche,
l’aorte et toutes les artères, artérioles, capillaires à
destination de tous les organes et tissus ainsi que les
veinules, veines et les veines cave
 l’ensemble constitue la circulation générale
CONCLUSION
 la connaissance de l’anatomie et des mécanismes de
fonctionnement de l’appareil cardio-circulatoire doit
vous permettre de comprendre, d’expliquer les
adaptations lors de l’immersion et d’adapter vos
comportements afin de prévenir la survenue
d’accident
 maintenant on va voir ensemble la ventilation puis les
échanges gazeux