NOTIONS DE PHYSIOLOGIE

NOTIONS DE PHYSIOLOGIE
TABLE DES MATIÈRES
1
L’OREILLE ET LE SYSTÈME O.R.L. (OTO-RHINO-LARYNGO-LOGIQUE)................................2
1.1
1.2
2
LA RESPIRATION......................................................................................................................................5
2.1
2.2
2.3
3
DESCRIPTION...........................................................................................................................................2
FONCTIONNEMENT ..................................................................................................................................4
L’APPAREIL VENTILATOIRE .....................................................................................................................6
L’APPAREIL CIRCULATOIRE ...................................................................................................................10
LES ÉCHANGES GAZEUX ........................................................................................................................15
L’ŒIL ET LA VISION..............................................................................................................................18
1
1 L’OREILLE ET LE SYSTÈME O.R.L. (OTO-RHINO-LARYNGOLOGIQUE)
1.1 DESCRIPTION
L’oreille est un organe très sollicité au cours de la plongée. Son rôle est double car elle assure à la fois
l’audition et l’équilibre. Elle communique avec les fosses nasales et les sinus.
On peut la diviser en trois parties distinctes : l’oreille externe, moyenne et interne (cf. schéma 1.1).
L’oreille externe est un organe aérien (en contact avec l’air) et est constituée du pavillon, du conduit
auditif et de la paroi externe du tympan.
L’oreille moyenne est une cavité aérienne constituée de la chaîne des osselets (marteau, enclume
et étrier), de la paroi interne du tympan et qui communique avec le pharynx nasal et les sinus par la
trompe d’Eustache.
L’oreille interne est une cavité liquidienne (remplie par le liquide périlymphatique) renfermant la
cochlée (ou limaçon), les canaux semi-circulaires (remplis du liquide endolymphatique), l’utricule
et la saccule, et qui communique avec l’oreille moyenne à l’aide des fenêtres rondes et ovales, et
avec le cerveau par le nerf auditif.
Les sinus sont des cavités osseuses du crâne dont le rôle, entre autres, est d’humidifier l’air inhalé (cf.
schéma 1.2) car ils participent aux échanges gazeux des voies aériennes supérieures. Pour cela ils
sont tapissés de muqueuses très vascularisées. Ils communiquent entre eux par de fins canaux
appelés ostias. La trompe d’Eustache est entourée des muscles péristaphylins.
Il y en a quatre paires qui sont : les sinus frontaux, maxillaires, ethmoïdaux et sphénoïdaux.
2
SCHÉMA DE L’OREILLE
1.
2.
3.
Pavillon
Conduit auditif externe
Tympan
Osselets
4.
Marteau
5.
Enclume
6.
Etrier
7.
8.
9.
10.
11.
Caisse du tympan
Trompe d’Eustache
Vestibule
Canaux semi-circulaires
Limaçon (cochlée)
Nerf auditif
12. Nerf cochléaire
13. Nerf vestibulaire
14.
15.
Muscles péristaphylins
Fenêtre ronde
3
1.2 FONCTIONNEMENT
1.2.1 L’AUDITION
La vibration de l’air fait vibrer le tympan qui transmet l’information à la chaîne des osselets, puis à la
fenêtre ovale qui a pour rôle d’amplifier les vibrations (environ 20x), au liquide périlymphatique puis au
nerf auditif (ou cochléaire) qui arrive au cerveau où l’information est décodée.
Le tympan est une membrane souple, dont la souplesse diminue avec l’âge. Elle est innervée, ce qui
signifie qu’une déchirure est très douloureuse. Toutefois, des micro-trous peuvent se produire sans
douleur immédiate particulière, mais souvent suivies de vertiges.
En fonctionnement normal, la pression de l’oreille moyenne est égale à la pression extérieure (donc la
pression ambiante) et ce grâce à la trompe d’Eustache.
1.2.2 L’ÉQUILIBRE
Les trois canaux semi-circulaires sont disposés selon trois plans perpendiculaires, remplis de lymphe
et de cellules spéciales qui transforment les informations d’accélérations en informations de position,
et régissent ainsi le sens général de l’équilibre de l’individu.
Une différence de pression entre les deux oreilles ou une lésion à l’une d’elle provoque généralement
des troubles de l’équilibre et des vertiges (vertiges alternobariques).
1.2.3 EN PLONGÉE
L’oreille est sollicitée à la descente et à la remontée car soumise à des variations de pression (cf.
schéma 1.3).
A la descente, la pression extérieure augmente mais pas celle de l’oreille moyenne. Le tympan se
déforme vers l’intérieur et peut se déchirer. Il faut donc augmenter la pression de l’oreille moyenne en
« forçant » sur les muscles péristaphylins qui entourent la trompe d’Eustache (ce sont les manœuvres
de Valsalva, de Frenzel, la Béance Tubaire Volontaire, etc.). C’est l’augmentation de la pression
intérieure des fosses nasales qui permet de « forcer » l’air vers l’oreille moyenne.
Les muqueuses des sinus étant très irritables peuvent, en gonflant et par la présence de mucosités,
empêcher l’air de passer des fosses nasales à travers les sinus.
A la remontée, la pression extérieure diminue, et l’air va se retrouver en surpression dans l’oreille
moyenne. Par contre la surpression suffit à forcer les muscles péristaphylins, et l’équilibre se fait tout
seul. Là encore, les ostias peuvent se boucher et provoquer de fortes douleurs dans les sinus frontaux
et maxillaires. Le seul remède est alors de remonter le plus doucement possible.
Nota : le cérumen est en fait un lubrifiant pour le tympan. Il est recommandé, au cours d’une saison
de plongée, de ne pas se nettoyer les oreilles avec des cotons-tiges, mais de seulement se les rincer
avec de l’eau douce.
Pour l’examen N4, il faut savoir faire un schéma simplifié de l’oreille où figureront au moins tous les
noms en gras dans le texte ci-dessus. Connaître le rôle des différents éléments.
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2 LA RESPIRATION
Le but est d’obtenir la réaction suivante au sein des cellules :
Glucose + O2 -> CO2 + H2O + Énergie
Le Glucose est apporté par la nutrition, l’oxygène par la respiration. C’est ce phénomène que nous
allons étudier.
Nota : le phénomène global est appelé respiration, et compose de ;
• la circulation : phénomène de transport d’échange cellulaire (système fermé)
• la ventilation : l’inspiration et l’expiration d’air (système ouvert).
L’étude est réalisée en trois parties : l’appareil ventilatoire, l’appareil circulatoire et les échanges
gazeux.
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2.1 L’APPAREIL VENTILATOIRE
2.1.1 DESCRIPTION
L’appareil ventilatoire a pour rôle d’absorber une certaine quantité d’air, de la maintenir pendant que
les échanges gazeux se font, puis de rejeter l’air en surplus et les déchets associés.
Il est constitué des poumons (incluant les bronches, les bronchioles, les alvéoles pulmonaires), du
pharynx et du larynx, de la trachée, des fosses nasales, de la bouche. Les éléments qui y sont
associés sont la plèvre, le diaphragme (cf. schéma 2.1). Le poumon droit est constitué de trois lobes.
Le poumon gauche est constitué de deux lobes.
SCHÉMA DE L’APPREIL VENTILATOIRE
6
2.1.2 FONCTIONNEMENT
2.1.2.1 FONCTIONNEMENT MÉCANIQUE
Sous l’action du diaphragme et des muscles inspirateurs, la cage thoracique augmente de volume
et donc la pression interne diminue : l’air extérieur est inspiré. Lorsque les muscles reviennent au
repos, c’est l’expiration. Ceci constitue un cycle. La fréquence moyenne est de 12 à 15 cycles par
minute (chez l’adulte et au repos).
Les différents volumes qui entrent en jeu sont les suivants :
• VC : volume courant : volume inspiré et expiré pendant un cycle, sans intervention volontaire (0,5
l)
• VRI : volume de réserve inspiratoire : volume maximum inspiré après une inspiration normale (2,5
l)
• VRE : volume de réserve expiratoire : volume maximum expiré après une expiration normale (1,5
l)
• VR : volume résiduel : volume restant après une expiration max. (1,5 l). Il est renouvelé par
brassage.
• CPT : capacité pulmonaire totale : quantité d’air après une inspiration max.
• CV : capacité vitale : volume max. expiré après une inspiration max.
• CI : capacité inspiratoire : volume max. inspiré après une expiration normale.
• CRF : capacité résiduelle fonctionnelle : volume d’air restant après une expiration normale.
Ils sont représentés dans le tableau ci-dessous.
Le volume gazeux mis en jeu (VC) se compose du volume utile participant aux échanges gazeux (VA)
et du volume mort anatomique (VMA), comme l’air présent dans les voies respiratoires (0,15 l). On
peut aussi tenir compte du volume mort dû au matériel (VMM).
7
2.1.2.2 CIRCUITS DE COMMANDE
La commande de l’appareil ventilatoire se fait à 3 niveaux : un niveau de commande réflexe, un niveau
de commande automatique et un niveau de commande volontaire.
2.1.2.2.1 Niveau de commande réflexe
Détection alvéoles vides
Bulbe Rachidien
EXPIRATION
Muscles inter-costaux
+ Diaphragme
Muscles inter-costaux
+ Diaphragme
Ordre de relâchement
Ordre de contraction
INSPIRATION
Bulbe Rachidien
Détection alvéoles pleines
Ce fonctionnement cyclique (12 à 15 par minute au repos chez l’adulte) assure le débit minimum
nécessaire au maintien des fonctions vitales (métabolisme de base).
La transmission des informations (vers ou en provenance du bulbe rachidien) est assurée, par
libération d’hormones, par les systèmes nerveux sympathique (accélérateur ventilatoire, hormone
médiatrice : adrénaline) et parasympathique (ralentisseur ventilatoire, hormone médiatrice :
acétylcholine).
2.1.2.2.2 Niveau de commande automatique
Ce niveau commande l’adaptation de l’appareil ventilatoire aux besoins découlant des conditions
ambiantes de l’individu (effort, lutte contre le froid, déficit en O2 ou excès de CO2, etc.).
Des capteurs répartis dans l’organisme transmettent, à un centre de commande situé dans le bulbe
rachidien, des informations relatives aux grandeurs vitales :
• Température corporelle (thermo-récepteurs cutanés)
• Pression artérielle (baro-récepteurs)
• Tp O2 / Tp CO2 / pH sanguin (chémo-récepteurs)
• Taux des hormones (adrénaline, etc.) (humoro-récepteurs)
Ces mesures, comparées à des valeurs de référence, vont entraîner une réaction d’adaptation de la
ventilation en agissant sur le rythme du cycle réflexe puis, ensuite, sur son amplitude.
La transmission des informations (vers ou en provenance du bulbe rachidien) est assurée, par
libération d’hormones, par les systèmes nerveux sympathique (accélérateur ventilatoire, hormone
médiatrice : adrénaline) et parasympathique (ralentisseur ventilatoire, hormone médiatrice :
acétylcholine).
Il y a hyperventilation si :
• le taux de CO2 augmente
• le taux d’O2 diminue
• le pH diminue
• la pression artérielle diminue
• la température corporelle augmente
• le taux d’adrénaline augmente (peur, émotions)
Il y a hypoventilation dans les situations inverses.
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2.1.2.2.3 Niveau de commande volontaire
La conscience peut intervenir sur la ventilation par l’intermédiaire de l’encéphale et de ses centres de
commande. Cette action peut porter sur l’amplitude (exemple : l’inspiration ou l’expiration forcée) ou
sur le rythme (exemple : arrêt complet du cycle réflexe => apnée).
2.1.3 EN PLONGÉE
Les frottements visqueux de l’air augmentent en fonction de sa densité donc de sa pression. Par
conséquent, il faut plus d’énergie pour ventiler au fur et à mesure que l’on descend. C’est en partie
pour cela que pour les plongées profondes, on remplace l’azote de l’air par un gaz solvant moins
dense, comme l’hélium par exemple. Une conséquence directe est l’augmentation du VC au détriment
du VRI. Une autre est la rétention de CO2 qui a plus de mal à s’éliminer.
Tout ceci a donc tendance à rendre le travail subaquatique plus difficile, et à accroître la sensibilité à
l’essoufflement.
En profondeur, la ventilation devient plus difficile, et l’énergie dépensée par les muscles inspiratoires
est importante. La fatigue de ces muscles en plongée dépend de leur endurance. L’entraînement
améliore leur rendement.
D’une manière générale, les principaux problèmes et lésions possibles liés au système ventilatoire
apparaissent dès que le libre passage de l’air de et vers les poumons est obstrué (blocage volontaire
ou non de la glotte, objet avalé...). Les alvéoles pulmonaires sont extensibles mais la limite est vite
atteinte. Lors d’une surpression pulmonaire, celles-ci peuvent se déchirer.
Pour l’examen N4, connaître le schéma des poumons et leur fonctionnement (avec les différents
volumes).
9
2.2 L’APPAREIL CIRCULATOIRE
Il y a trois composants essentiels qui sont : le sang, les vaisseaux et le cœur.
2.2.1 LE SANG
Il transporte l’oxygène (le carburant) des poumons vers les organes, et ramène le CO2 (le déchet) des
organes vers les poumons. Un adulte en possède environ 5 litres (7 à 8% du poids total de la
personne).
Le sang est composé de :
• plasma : liquide (70% d’eau) qui transporte en solution des sels minéraux, des protéines, les
hormones, des nutriments (glucides, lipides, acides aminés, etc.).
• hématies : (5 millions par mm3 de sang) qui transportent l’O2 et le CO2.
• leucocytes : (6000 par mm3 de sang) qui interviennent dans le processus de défense immunitaire.
• plaquettes : (300000 par mm3 de sang) qui interviennent dans le phénomène de coagulation.
Sa densité est proche de 1, sa viscosité est 5 fois supérieure à celle de l’eau.
Le fonctionnement est décrit au chapitre sur les échanges gazeux.
2.2.2 LES VAISSEAUX SANGUINS
Les vaisseaux sanguins sont divisés en artères et veines.
Les artères transportent le sang du cœur vers l’extérieur, les veines de l’extérieur vers le cœur. Ils se
ramifient en artérioles et veinules, puis en capillaires qui irriguent les organes.
On distingue la grande circulation, qui transporte le sang du cœur vers les organes, de la petite
circulation qui transporte le sang du cœur vers les poumons (cf. schéma 2.2).
Noter que l’automatisme de la circulation est au niveau même de ces organes (il ne passe pas par le
cerveau) et n’est donc pas contrôlable volontairement.
10
SCHÉMA DE LA CIRCULATION GÉNÉRALE ET DE LA CIRCULATION PULMONAIRE
11
SCHÉMA DE LA CIRCULATION CÉRÉBRALE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Capillaires cérébraux
Sinus carotidien
(zone baro et chémo du
surfactant)
Veine jugulaire
Artère carotide
Veine cave supérieure
Artère sous clavière
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Veine sous clavière
Aorte
Artère pulmonaire
Veine pulmonaire
Cœur gauche
Cœur droit
Veine cave inférieure
12
2.2.3 LE CŒUR
2.2.3.1 FONCTIONNEMENT MÉCANIQUE
C’est la pompe du système. Il est composé de deux parties distinctes qui peuvent être assimilées à
deux pompes en ‘série’ (parties Droite et Gauche). Il est en fait situé au milieu du thorax, légèrement
‘tordu’ sur la gauche (cf. schéma 2.3). Par convention le cœur gauche est toujours représenté à droite,
et réciproquement).
Son rythme est d’environ 70 pulsation par minute pour un adulte au repos.
Il est constitué de deux ventricules (D et G), deux oreillettes (D et G), de valvules permettant le
passage du sang dans un sens et l’empêchant dans l’autre (mitrales, sigmoïdes, tricuspides).
Une révolution cardiaque dure environ 8 secondes et peut être décomposée ainsi pour le cœur
gauche, le principe étant le même pour le cœur droit (cf. schéma dynamique 2.4) :
a) Contraction oreillette G (systole auriculaire) pour envoyer le sang dans le ventricule gauche. Les
valvules mitrales sont ouvertes. Durée = 1s.
b) Décontraction oreillette G, contraction ventricule G (systole ventriculaire) pour envoyer le sang
dans l’artère aorte. Les valvules mitrales sont fermées, les valvules sigmoïdes ouvertes. Durée =
3s.
c) Décontraction ventricule et oreillette G (diastole ou repos). Les valvules sigmoïdes sont fermées.
Durée = 4s.
Nota : un cycle cardiaque est égal à deux révolutions (D et G). Lors d’un cycle, le sang passe
donc deux fois par le cœur.
SCHÉMA DU CŒUR
13
2.2.3.2 CIRCUITS DE COMMANDE
La commande de l’appareil circulatoire se fait à 2 niveaux : un niveau de commande réflexe et un
niveau de commande automatique.
2.2.3.2.1 Niveau de commande réflexe
Au sein même du tissu cardiaque, le myocarde, sont implantées des cellules nerveuses spécialisées,
organisées en tissus nodaux. On trouve :
• le noyau sinusal, générant des impulsions excitatrice du muscle cardiaque à une fréquence de
120/130 pulsations/minute
• le noyau septal, générant des impulsions à une fréquence de 40 à 60 pulsations/minute
• le faisceau de His, générant des impulsions à une fréquence de 25 à 35 pulsations/minute
La fréquence résultante du battement cardiaque est le produit d’un équilibre entre ces 3 centres
excitateurs. Il est au repos, en moyenne chez un adulte, de 40 à 80 battements/minute. C’est la
régulation intrinsèque.
2.2.3.2.2 Niveau de commande automatique
Des capteurs répartis dans tout l’organisme transmettent leurs mesures (Tp O2, Tp CO2, pH, pression
artérielle, composition chimique du sang, concentration sanguine, etc.) à des centres d’analyse et de
décisions, locaux ou situés dans le bulbe rachidien ou la moelle épinière.
En fonction des corrections éventuelles à apporter, des ordres sont transmis (par libération
d’hormones), aux tissus nodaux du myocarde, par les systèmes nerveux sympathique (accélérateur
cardiaque, hormone médiatrice : adrénaline) et parasympathique (ralentisseur cardiaque, hormone
médiatrice : acétylcholine).
Les ordres modificateurs agissent sur l’équilibre existant entre les tissus nodaux du myocarde pour
établir un nouvel équilibre répondant à la nouvelle situation.
Les centres locaux de commande agissent sur les sphincters péri-capillaires et assurent la vasodilatation ou la vaso-constriction de ces circuits périphériques. C’est la régulation extrinsèque.
Les effets de la régulation automatique se manifestent par la modification :
• du débit pompé (fréquence)
• de la pression artérielle
• de la résistance du réseau sanguin (dilatation ou constriction)
2.2.4 EN PLONGÉE
Des études récentes sur des apnéistes profonds ont montré que dès que l’organisme se trouvait
immergé dans l’eau, le rythme cardiaque diminuait (réflexe archaïque de nos ancêtres aquatiques
semble-t-il ...).
Lors de la plongée, le système circulatoire est rempli de micro-bulles d’azote qui grossissent lors de la
remontée. Si elles atteignent une certaine taille (Accident de Décompression), il se produit un
dégazage anarchique dans le sang, et les bulles peuvent migrer vers des organes et s’y bloquer. Dans
les cas extrêmes, une grosse bulle passant dans le cœur peut éventuellement le désamorcer.
Pour l’examen N4, connaître le schéma du cœur et comment il fonctionne.
14
2.3 LES ÉCHANGES GAZEUX
Le but est de faire passer les constituants gazeux de l’air dans le sang, de les acheminer vers les
organes, puis de transférer les déchets vers les poumons pour les éliminer. Le système est bâti sur les
lois de Henry (dissolution et saturation des gaz dans les liquides) et de Dalton (pressions partielles).
Par convention, dans la littérature, le sang enrichi en oxygène est représenté en rouge, le sang riche
en dioxyde de carbone en bleu.
Par définition on appelle tension la pression d’un gaz lorsqu’il est dissout dans un liquide. La même
définition s’applique aux pressions partielles. Par exemple, la pression partielle d’oxygène se note Pp
O2, et la tension partielle d’oxygèneTp O2.
2.3.1 DESCRIPTION
L’air inspiré est composé de 20,93% d’O2, de 79,03% de N2,de 0,033% de CO2 et de traces de gaz
rares (argon, krypton, hélium, etc.)
La pression atmosphérique de référence est 760 mm Hg (mercure), équivalent à 1013 millibars ou
hectopascals. On considère que l’air contient de plus en moyenne 47 mm Hg de vapeur d’eau, ce qui
fait que les pressions partielles d’oxygène, d’azote et de dioxyde de carbone ne totalisent plus
qu’environ 713 mm Hg. L’étude suivante est faite pour un sujet soumis à la pression atmosphérique.
Pour que le gaz passe de l’air des poumons dans le sang, il faut une zone d’échange qui sont les
alvéoles pulmonaires recouvertes d’un surfactant, autour desquelles se ramifient des capillaires
sanguins. Ce sont en fait de minuscules sacs qui vont accroître la surface d’échange. Le sang et ses
hématies chargées en hémoglobine transporte l’O2 jusqu’aux capillaires entourant les organes (cf.
schéma 2.5). Le diamètre d’une alvéole est environ de 200 µm .
2.3.2 FONCTIONNEMENT
2.3.2.1 ÉTAPE ALVÉOLAIRE
La composition de l’air inspiré est décomposée dans le tableau ci-dessous (Pp gaz air inspiré). Les
pressions partielles de cet air lorsqu’il arrive au contact des alvéoles sont toutefois différentes (Pp gaz
alvéolaire).
Gaz
Oxygène
Dioxyde de C.
Azote
% gaz air
inspiré
20,93%
0,03%
79,03%
Pp gaz air inspiré
(mm Hg)
713x0,2093=150
713x0,0003=0,3
713x0,7903=570
Pp gaz
alvéolaire
(mm Hg)
103
40
570
Les raisons en sont les suivantes. L’O2 est consommé par l’organisme et son renouvellement est
ralenti par l’effet de l’espace mort (pharynx, trachée, bronches, bronchioles, etc.) ; l’air frais se dilue
toujours avec de l’air vicié. Le CO2 est rejeté dans l’alvéole, donc sa pression partielle est plus grande
que celle de l’air inspiré. Enfin, le N2 n’est pas métabolisé par l’organisme, donc sa pression partielle
reste la même.
La capture et le rejet de gaz au niveau des alvéoles pulmonaires s’appelle l’hématose. Le principe en
est le gradient de pression. Lorsque la pression partielle d’un gaz est différente à la tension partielle de
ce même gaz dans un liquide, il y a transfert du milieu le plus concentré au milieu le moins concentré.
S’il y a une ou plusieurs paroi entre les deux, cela s’appelle la diffusion. Dans une alvéole, la Pp O2
de l’air inspiré est supérieure à la Tp O2 du sang passant à proximité de l’alvéole. L’oxygène diffuse
alors dans le sang (cf. schéma 2.6).
15
Dans le sang, les globules rouges transportent une molécule, l’hémoglobine (Hb), dont la partie
hème a une grande affinité pour l’O2 et la globine pour le CO2.
Lors d’une première étape, les gaz alvéolaires se dissolvent dans le surfactant de l’alvéole. Celui-ci
est humidifié en permanence par l’air inspiré, et a également un rôle tensioactif empêchant l’alvéole
de se refermer par phénomène de capillarité. Les gaz traversent ensuite la paroi alvéolaire et celle du
capillaire et passent dans le sang. L’azote se dissout dans le plasma, l’O2 se fixe sur l’Hb.
Les pressions partielles en jeu dans l’espace alvéolaire sont les suivantes :
Oxygène
Dioxyde de
Carbone
sang artériel
(mm Hg)
40
alvéole
(mm Hg)
103
sang veineux
(mm Hg)
100
46
40
40
2.3.2.2 LE TRANSPORT
A son arrivée dans le sang, l’oxygène est entièrement dissous dans le plasma. Un litre de sang
« frais » contient environ 200 ml d’oxygène. Une faible part (3 ml) reste dans le plasma, mais la
majeure partie se fixe à la molécule d’hémoglobine (197 ml) pour former de l’oxyhémoglobine (en fait 4
molécules d’O2 pour une molécule de Hb), ce qui est en fait beaucoup plus efficace.
En ce qui concerne le gaz carbonique, il y a trois modes de transport :
• 30% se fixent sur l’hémoglobine pour former de la carbaminohémoglobine
• 10% sont transportés sous forme dissoute
• 60% sont transformés en acide carbonique (H2CO3) qui est beaucoup plus soluble.
Nota : L’azote, lui, est dissous dans le plasma.
2.3.2.3 ÉTAPE CELLULAIRE
Lors de l’arrivée de sang vers les tissus, le même phénomène de diffusion se produit, mais cette fois
entre deux milieux aqueux (et non un milieu aqueux et un milieu gazeux comme dans les poumons).
Les capillaires cèdent leur molécule d’oxygène qui rentre dans la cellule et va alimenter le système
mitochondrial et produire de l’énergie. Le gaz carbonique suit le chemin inverse. Les pressions
partielles en jeu dans l’espace cellulaire sont les suivantes :
100
cellule et
tissus (mm
Hg)
30
40
50
sang artériel
(mm Hg)
Oxygène
Dioxyde de
Carbone
sang veineux
(mm Hg)
40
46
On appelle pression oncotique la pression hydrostatique qui règne au sein des tissus, et qui vaut
entre 25 et 30 mm Hg.
L’air expiré contient environ 16% d’O2, 4,3% de CO2, et 79,70% de N2.
Nota : Le monoxyde carbone (CO), est un gaz inodore qui est dangereux car il se fixe sur l’hème à la
place de l’oxygène (son affinité pour l’Hb est 250 fois supérieure !). Il est donc mortel à forte
concentration. De même, la capacité de transport de l’oxygène est réduite de plus de 10% chez les
fumeurs.
2.3.3 EN PLONGÉE
La mise en pression du plongeur provoque un accroissement de l’affinité de l’hémoglobine pour
l’oxygène. Donc la quantité fixée augmente. Par contre, il est logique que la quantité restituée au
niveau cellulaire diminue.
16
D’une manière générale, le fonctionnement de l’appareil circulatoire reste le même, sauf que les
pressions vont changer en fonction de la profondeur.
L’azote devra s’éliminer de façon contrôlée à la remontée.
Pour l’examen niveau 4, il faut connaître ce fonctionnement, ainsi que les valeurs des tableaux.
17
3 L’ŒIL ET LA VISION
Lorsqu’un rayon lumineux change de milieu de propagation (air-eau/eau-verre/verre-air, etc.) il change
de direction. Il s’ensuit des phénomènes d’illusion d’optiques pour le plongeur (miroir sous la surface,
grossissement des objets d’1/3, etc.). La loi de Descartes quantifie le phénomène :
n a .sin( i ) = n e .sin( r ) (i = angle rayon incident / r = angle rayon réfracté).
Dans l’œil, les rayons lumineux traversent la cornée et le cristallin qui les concentrent sur la rétine.
Notre vision est conçue pour être optimale dans l’air.
Lorsque l’œil est immergé, les règles de réfraction sont changées du fait de changement du milieu de
propagation (voir le cours de physique), et les rayons lumineux convergent moins bien. Résultat, le
plongeur voit flou.
L’idée du masque est, outre de protéger les yeux des agressions extérieures (froid, particules,...),
d’interposer un dioptre plan. L’œil est de nouveau au contact de l’air, et la réfraction parasite se fait
au niveau du verre du masque, où les rayons lumineux passent de l’eau au verre, et du verre à l’air
avant de pénétrer dans l’œil. Il se produit néanmoins une illusion d’optique : un grossissement, mais la
vision reste nette.
SCHÉMA DE L’ŒIL
18