Cours n1-n2 physiologie respiration

COURS N1 / N2 APNEE
PHYSIOLOGIE
1) Adaptation du corps humain
1-1) Cardiovasculaire
1-2) Vasoconstriction périphérique
1-3) Bloodshift
RESPIRATION
2) La mécanique ventilatoire
2-1) Présentation
2-2) Volumes pulmonaires
2-3) Notion d’espace mort anatomique
2-4) Comment bien respirer
2-5) Exercices respiratoires préparatoires à une apnée
1) Adaptation du corps humain
Le corps humain présente des caractéristiques d'adaptation au milieu marin, rappel de son
origine aquatique. Ainsi certains réflexes, que l'on retrouve chez les mammifères marins,
peuvent êtres développés par l'entraînement.
1-1) Cardiovasculaire
La bradycardie est un ralentissement cardiaque dû à un phénomène réflexe. Elle débute
dès les premières secondes de l’immersion en apnée et atteint son intensité maximale à partir
de la 20ème seconde d’immersion.
Le rythme cardiaque est commandé par le nerf vagal. Le nerf trijumeau qui innerve tout le
visage transmettrait ce réflexe. Dès l’immersion, celui-ci ralentit le rythme de 20 % sans
entraînement. L’entraînement amplifie cette réponse qui est sans rapport avec la profondeur.
2 facteurs interviennent :
- la température de l’eau : la bradycardie est d’autant plus marquée que la température de
l’eau est basse,
- le contact de l’eau avec la peau : thermorécepteurs cutanés abondants au niveau de la face
1-2) Vasoconstriction périphérique
La vasoconstriction périphérique est liée à l’immersion et à la température de l’eau. Plus la
différence de température est importante entre l'eau et l'air, plus le réflexe est important. Tous
les vertébrés connaissent ce réflexe. Les vaisseaux sanguins périphériques diminuent de
diamètre, ainsi le sang est refoulé vers les organes vitaux comme le cœur, le cerveau et
les reins. Ces organes sont en effet primordiaux et, sans oxygène, le cœur et le cerveau sont
lésés de manière irréversible.
1-3) Bloodshift
À trente mètres sous l’eau, les poumons atteignent un volume de 1,5 litres (volume résiduel
moyen) contre 5 ou 6 litres en surface (volume moyen chez un individu mâle). Or, la cage
thoracique ne peut pas se comprimer de façon illimitée. Il en résulte une dépression relative à
l'intérieur de la cage thoracique. Cette dépression tend à être comblée par l’afflux de sang
provenant des organes périphériques (membres inférieurs et supérieurs, région abdominale).
Ce phénomène appelé bloodshift (ou érection pulmonaire) permet d’augmenter la résistance de
la cage thoracique à la pression extérieure et évite les déchirements des muscles ou des tissus.
Présent chez les mammifères marins, c’est une adaptation aux grandes profondeurs. Chez
l'Homme, cela nécessite une lente adaptation par l'approche progressive de profondeurs
croissantes (surtout lors de l'atteinte de profondeur ou le volume résiduel est atteint). Le risque
majeur de la progression en profondeur lié à ces conditions physiologiques particulières est
l'œdème aigu du poumon (dit OAP).
2) La mécanique ventilatoire
2-1) Présentation
Le diaphragme est le principal muscle de la ventilation. Lors d'une inspiration, il s’abaisse,
alors que les muscles releveurs des côtes (dont les intercostaux externes) se contractent.
La solidarité de l'ensemble crée une augmentation de volume de la cage thoracique, ce qui fait
baisser la pression dans les poumons où l'air s'engouffre, aspiré par dépression. C'est une
phase active. A l'inverse, lors d'une expiration, les muscles des côtes et le diaphragme se
relâchent. La baisse du volume thoracique entraîne une augmentation de pression qui expulse
l'air vers l'extérieur. Cette phase est passive pour un individu au repos. Elle devient active par
la contraction des abdominaux et des muscles qui abaissent les côtes (dont les intercostaux
internes).
2-2) Volumes pulmonaires
²
2-3) Notion d’espace mort anatomique
2-4) Comment bien respirer
Il est important de bien savoir respirer. Chacun de nous possède un potentiel respiratoire plus
ou moins bien exploité. A savoir que nous n'utilisons qu'un faible pourcentage de notre capacité
respiratoire.
Chez un adulte en bonne santé, le rythme respiratoire est d’environ 15 à 20 respirations par
minute.
Les 3 temps de la respiration :
1er temps: RESPIRATION ABDOMINALE
Elle est destinée à remplir la partie inférieure des poumons à la hauteur du diaphragme. Il va
s'agir pour nous de pousser les muscles abdominaux en avant, tout en laissant naturellement
pénétrer l'air dans cette région. L'expiration se fera par la contraction des muscles de cette
partie, ce qui produira un mouvement inverse à celui de l'inspiration.
2e temps: RESPIRATION THORACIQUE
Remplir la partie médiane des poumons à la hauteur des côtes. Vous devez écarter les côtes
comme par un mouvement de soufflet tout en laissant pénétrer l'air. L'expiration sera l'effet du
mouvement inverse.
3e temps: RESPIRATION SUPÉRIEURE
Destinée à oxygéner la partie supérieure des poumons. Vous laissez pénétrer l'air en gonflant
le haut de la cage thoracique. Les clavicules se soulèveront légèrement sans que vous fassiez
un effort dans ce sens. L'expiration sera l'inverse.
Lors de la phase de préparation ventilatoire, l’expiration doit être du double de temps de
l’inspiration.
On ne force jamais sur l’expiration qui doit rester passive.
Respirer calmement et de façon naturelle.
Lors de la dernière inspiration avant l’apnée, celle ci doit être lente et durer plusieurs secondes
en ouvrant bien la bouche.
La ventilation au tuba en position horizontale est préférable (visage dans l’eau). Mais le tuba
augmente l’espace mort et le porter peut être une gène lors de l’apnée dynamique.
La ventilation sur le dos en surface est très relaxante mais l’on ne bénéficie pas de la
bradycardie faciale.
La technique de la carpe: manœuvre de pompage respiratoire (« l’air est avalé ») destinée à
augmenter le volume d’air comprimé dans les poumons. Cette technique est réservée aux
apnéistes confirmés. Inconvénient et risque: La carpe augmente le rythme cardiaque:
l’abaissement du rythme cardiaque pendant l’apnée est plus long à se réaliser. De plus, des
décollements de la plèvre nécessitant une intervention chirurgicale sont apparus chez certains
sujets.
Ne jamais pratiquer l’hyperventilation (voir le 1er cours sur les accidents).
2-5) Exercices respiratoires préparatoires à une apnée:
A terre (faire plusieurs séries):
I – Respiration 2 temps:
-
5“ inspiration, 5“ expiration
idem sur 10“
II - Respiration cycle carré (4 temps):
-
5“ inspiration, 5“ apnée poumons pleins, 5“ expiration, 5“ apnée poumons vides
idem sur 10“
8“ inspiration, 4“ apnée poumons pleins, 16“ expiration, 4“ apnée
poumons vides
III – Faire une expiration très longue en prononçant le son O en rentrant le ventre
IV – Allongé sur le dos, les mains sur le ventre, on perçoit le mouvement respiratoire
Dans l’eau :
I - Statique poumons vides:
15“ poumons vides, R30“ surface
30“
, R45“
45“
, R1’
1’ et +
II - Statique expiration continue:
1’ expiration continue, R1’30 surface
1’15
, R1’30
1’30
III – Dynamique sans palmes :
Phoque (l’ascenseur): expirer lentement jusqu’à toucher le sol avec ses pieds, puis se
pousser en surface, respirer 1 ou 2 fois puis expirer …
Avec des variantes: 25m avec 1 ou 2 pas au fond, 25m en feuille morte ou en rampant,
25m en dauphin (en poumons pleins)
IV - Se tracter sous la ligne d’eau uniquement à la force des bras: poumons pleins ou
expiration continue ou poumons vides
V – Dynamique avec palmes: en comptant le nombre d’inspirations de récupération en
surface:
10x 25m apnée poumons pleins,
récup 10 inspirations en surf, puis 9, 8, 7, 6, 7, 8, 9, 10