Physiologie et barotraumatismes PHYSIOLOGIE Comment marche le corps

Physiologie et barotraumatismes

PHYSIOLOGIE. Comment marche le corps humain? Que se passe t’il dans notre corps quand on plonge? Que faut t’il faire pour que tout se passe bien?

• PHYSIOLOGIE • 1 L’appareil respiratoire Les muscles de la respiration Les volumes respiratoires Les échanges gazeux En général en plongée : cas de l’azote. • 2 La circulation Circulation générale Echanges sang / cellules L’azote et les ADD • 3 Le cœur • 4 Mécanismes physiologiques appliqués à la plongée Apnée Essoufflement Pertes en eau

L’appareil respiratoire Trajet de l’air dans les poumons. Sinus pour réchauffer et humidifier l’air. Larynx : organe impliqué dans la voix. Pharynx: lieu de la séparation entre tube digestif et voie respiratoire. Trachée Bronches Bronchioles Alvéoles.

Les muscles de la respiration: • Le diaphragme • Les muscles intercostaux.

Mécanismes Inspiration : contraction du diaphragme. Le diaphragme est un muscle qui en se contractant augmente le volume des poumons. L’air entre donc dans les poumons Expiration : relâchement du diaphragme Le volume pulmonaire diminue L’air sort.

Les volumes respiratoires VC : volume courant 0. 5 l C’est le volume respiratoire Utilisé lors d’ 1 respiration normale. VRI : volume de réserve inspiratoire 2. 5 l Lors d’ 1 inspiration forcée VRE : volume de réserve expiratoire 1. 5 l Lors d’ 1 expiration forcée VC CV : capacité vitale 4. 5 l (VC+VRE+VRI) CPT : capacité pulmonaire totale 6 l. VR : volume résiduel 1. 5 l (volume qui reste dans les poumons après une expiration forcée). VM : volume mort

Les volumes respiratoires • On peux donc forcer son inspiration ou son expiration. Dans ce cas là l’expiration deviens active (par contraction d’autres muscles présents au niveau des cotes et des abdominaux). • Mais quoi qu’on fasse il y a toujours un peu d’air dans les poumons, c’est le volume résiduel. • Volume mort: volume d’air qui ne participe pas aux échanges gazeux. C’est l’air compris entre les bronchioles et l’air extérieur. Si on respire avec un tuba, le volume mort est augmenté, il y a donc moins de renouvellement d’air. (voir cours matos)

Les échanges gazeux hors contexte de plongée L’air inspiré est composé de: 21% d’O 2 (dioxygène) 79% de N 2 (azote) + traces de CO 2 et gaz rares. L’air expiré (hors contexte de plongée) est composé de : 16% d’O 2 5% de CO 2 79% de N 2 Traces de gaz rares.

Les échanges gazeux hors contexte de plongée Tout marche par différence de pression partielle (la quantité d’O 2 de CO 2 ou de N 2 présente dans un volume donné) Dans l’air (présent dans les alvéoles) La pression partielle en O 2 est forte Et la pression partielle en CO 2 est faible Dans le sang, la pression partielle en CO 2 est forte, la pression partielle en O 2 est faible La paroi qui sépare le sang de l’air est très trés fine. Il peux y avoir des échanges. Alors tout s’équilibre. Peu de CO 2 rentre dans le sang et beaucoup en sort. Pour l’O 2 c’est l’inverse.

Les échanges gazeux hors contexte de plongée • Dans le sang, l’O 2 et le CO 2 sont dissous ou fixés à une grosse molécule, l’hémoglobine. • Ils ne sont donc pas sous forme de bulle. • L’azote peux aussi se dissoudre dans le sang. Cela aura une grande incidence en plongée.

En contexte de plongée. • L’azote (N 2) a, comme l’O 2 et le CO 2 la capacité de se dissoudre dans le sang. • Chez un non plongeur, la concentration en azote est la même dans son sang et dans l’air extérieur. (Donc il n’y a pas d’échange). • Par contre quand on plonge ou qu’on viens de plonger, il y aura une différence de concentration de N 2 entre le sang et l’air extérieur. • Il y aura donc des échanges.

Cas de l’azote. • En début de plongée, quand on descend, la pression partielle en Azote dans l’air inspiré augmente (voir cour de physique). • Il y a donc une différence de concentration entre l’air et le sang, de l’azote rentre et se dissous dans le sang. N 2

Cas de l’azote • A la remontée et après la plongée, la pression partielle en azote dans le sang est supérieure à celle présente dans l’air alvéolaire. L’azote sort donc du sang et est expulsé progressivement par expiration. N 2 A la remontée ou juste après la plongée N 2 Quelques heures après la plongée

La circulation Vaisseaux : système de transport des poumons aux organes. Artères, vaisseaux qui partent du cœur vers les organes. Veines, vaisseaux qui renvoient le sang vers le coeur Capillaires: tous petits vaisseaux dans lesquels les échanges d’O 2 ou de Co 2 (ou de N 2) sont possibles. Bleu convention pour pauvre en O 2 riche en CO 2 Rouge riche en O 2 pauvre en Co 2

La circulation Petite circulation Artères pulmonaires Veines pulmonaires coeur artères Grande circulation Veines capillaires

Pourquoi le corps a-t-il besoin d’O 2? • Au niveau des organes l’O 2 sort des capillaires et entre dans les cellules (puisque la concentration en O 2 est supérieure dans le sang, ça s’équilibre) Paroi très fine. cellules Sucre + O 2 CO 2 + énergie. • Le CO 2 est toxique pour la cellule et puisque la concentration dans le sang est faible il sort de la cellule et entre dans les capillaires. Capillaire sanguin Flux de CO 2 Flux d’O 2

Echange d’azote entre le sang et les cellules En début de plongée. Paroi très fine. cellules Toujours pareil : Différence de pression partielle en N 2 entre les capillaires et les cellules : le N 2 entre dans les cellules. Capillaire sanguin Flux d’azote.

Echange d’azote entre le sang et les cellules En fin ou après la plongée Paroi très fine. cellules En fin de plongée ou après la plongée, la pression partielle en azote dans le sang est inférieure à celle dans les cellules. L’azote sort des cellules. Capillaire sanguin

Cœur droit Le coeur Reçois le sang des autres organes et envoie le sang vers les poumons. Cœur gauche Reçois le sang des poumons et l’envoie vers les autres organes Artère Oreillette droite Sang pauvre en O 2 Qui vient de tous les organes Ventricule droit Direction les poumons Direction les organes Sang riche en O 2 qui vient des poumons

On recapepete Lorsqu’on contracte le diaphragme et les muscles intercostaux L’air entre dans le poumons et va jusqu’aux alvéoles. L’O 2 passe dans les capillaires par différence de pression partielle entre le sang et l’air et se dissous dans le sang ou se fixe à l’hémoglobine. Le sang riche en O 2 arrive dans le cœur gauche et une contraction de celui le propulse dans les artères de la grande circulation jusqu’aux capillaires des organes ou la différence de concentration en O 2 entre le sang et les cellules permet à l’O 2 d’arriver dans les cellules. ( les échanges se font toujours du milieu le plus concentré au milieu le moins concentré). Dans les cellules l’O 2 sert à la fabrication de CO 2 et la cellule rejette du CO 2 qui entre dans les capillaires des organes (différence de concentration). Le sang remonte donc jusqu’au cœur droit et la contraction du cœur l’envoie vers les capillaires des poumons ou la différence de concentration en CO 2 entre le sang et l’air provoque la sortie du CO 2 dans les alvéoles pulmonaires. Le relâchement du diaphragme provoque donc la sortie de cet air enrichi en CO 2 à l’extérieur des poumons. En ce qui concerne les échanges gazeux ils se font toujours du milieu le plus concentré au milieu le moins concentré. Quand on plonge, l’azote entre dans le sang et va se stocker dans les cellules. A la remontée et après la plongée, l’excèdent d’azote sort des cellules et est expulsé progressivement par l’expiration.

Et si on retient sa respiration? • Les cellules continuent à prendre de l’oxygène dans le sang et a rejeter du CO 2. La concentration du sang en CO 2 augmente donc et la concentration en oxygène diminue. • Dans la crosse aortique (grosse artere au départ de la grande circulation) et au niveau d’arteres du cerveau des capteurs identifient l’augmentation de concentration en CO 2 mais pas la baisse d’O 2. • Cela provoque notre envie de respirer et finit par provoquer une inspiration réflexe. • La baisse du taux d’O 2 ne provoque aucune gène mais finit par provoquer une syncope.

Donc en apnée. Si on reste trop longtemps en apnée l’augmentation de CO 2 dans le sang provoque une inspiration réflexe. RISQUE DE NOYADE Si on s’hyperventile (on prend de grandes inspirations très rapides et on souffle beaucoup). On diminue le taux de CO 2 dans le sang, le manque d’O 2 provoque donc une syncope alors qu’on ne sentait pas le manque d’air. DONC (tous en cœur) ON NE FAIT PAS D APNEE TOUS SEULS ET ON NE S HYPERVENTILE PAS.

L’essoufflement. • Si on fait un effort, les cellules ont besoin de plus d’énergie, elles expulsent plus de CO 2 donc les capteurs détectent une augmentation de CO 2 dans le corps donc il y a un réflexe d’inspiration donc on pense pas a bien souffler donc on n’expulse pas bien le CO 2 et c’est de pire en pire. • Donc en cas d’essoufflement : il faut insister sur l’expiration. VRI VC VRE

Les pertes en eau. • Froid réaction physiologique du corps: • Contraction des vaisseaux (vasoconstriction) de la peau et des membres et dilatation des vaisseaux (vasodilatation) des vaisseaux de l’intérieur du corps. La combinaison qui serre et la position du corps sous l’eau accentuent ce phénomène. • On se retrouve avec beaucoup de sang au centre du corps et peu à la périphérie. • Les reins détectent qu’il y a beaucoup de sang au centre du corps. • Ils absorbent donc l’excédent d’eau pour que le volume sanguin au centre du corps retrouve la normale. On a donc envie de faire pipi. De plus, on transpire. On a donc perdu de l’eau, le sang est moins fluide, ce qui augmente les risques d’accidents de décompression (voir cours) Donc il faut boire (de l’eau) avant et surtout après la plongée

Mi bouteille

Les barotraumatismes Qu’est ce qu’un barotraumatisme? C’est un lésion d’une cavité fermée du corps due à une différence de pression entre cette cavité et l’exterieur Introduction : loi de Mariotte Les principaux barotraumatismes: Les poumons Les oreilles Les sinus Le plaquage de masque Les dents

Intro : Loi de Mariotte. Une cavité d’air fermée va subir une variation de volume proportionnelle à la pression Qui s’exerce dessus. (voir cours de physique). P x V = constante Avec P : pression V : volume Sur les cavités fermées du corps ça peut poser des problèmes.

La surpression pulmonaire (la plus grave) • Quand • À la remontée (surtout sur les derniers mètres, car variation de pression plus importante). • Pourquoi? • • • Respiration bloquée (effort, buvage de tasse, asthme…) l’air ne peut s’échapper, lésion des tissus pulmonaires, passage de l’air « gazeux » dans le sang. Valsalva à la remontée Remontée rapide sans insister sur l’expiration • symptômes • Distension alvéolaire entraînant une gène respiratoire douleur vive, voire très violente. Impression de coup de poignard dans le dos, toux, crachats sanglants, angoisse, bleuissements. Emphysème sous-cutané (crépite sous les doigts). Les bulles passent dans les carotides et remontent jusqu'au cerveau Syncope, Pertes de sens, vertiges, nausées, paralysies diverses (motricités droite ou gauche) Arrêt cardiaque et ventilatoire

La surpression pulmonaire • Que faire pour l’éviter? Souffler à la remontée, ne jamais bloquer sa respiration Ne pas remonter trop vite. Ne jamais donner d’air à un apnéiste Pas de valsalva à la remontée • Et si ça arrive? Mettre sous oxygène (15 l/min). Proposer de l’eau et de l’aspirine Alerter les secours Couvrir, rassurer

Barotraumatisme des oreilles Organes de l’équilibre

Barotraumatisme des oreilles à la descente • Pourquoi? • • • Différence de pression entre l’oreille moyenne et l’extérieur. Trompe d’eustache obstruée (rhume) Différence de pression trop grande empêche une manœuvre de valsalva • symptômes Douleur aux oreilles (des fois fortes), parfois à une seule Perforation des tympans entraînant souvent une syncope, sang qui sort de l’oreille, bourdonnement, surdité partielle ou totale.

Barotraumatisme des oreilles à la descente • Que faire pour l’éviter Ne pas plonger enrhumé, équilibrer fréquemment. Valsalva avant de sentir une gène. Ne jamais forcer • Et si ça arrive? Manœuvre de valsalva et autres moyens d’équilibration ( BTV…) Arrêter la descente, remonter d’un mètre ou deux s’arrêter et recommencer doucement la manœuvre. Equilibrer fréquemment. Ne pas forcer. Si la douleur persiste, prendre un aspirine ( si pas allergique) et consulter ORL.

Barotraumatisme des oreilles à la remontée • Pourquoi? Différence de pression entre l’oreille moyenne et l’extérieur ( pression plus élevée dans l’oreille) • Symptômes Douleurs à ou aux oreilles. Vertiges alternobariques (du à un déséquilibre des pressions dans une seule oreille).

Barotraumatisme des oreilles à la remontée • Que faire pour l’éviter Ne pas plonger enrhumé, ne pas prendre de médicaments contre le rhume. Pas de valsalva à la remontée. • Et si ça arrive? Arrêter la remontée redescendre de quelques mètres et se moucher, avaler, , remonter très lentement, PAS DE VALSALVA. En cas de vertige, s’arrêter et cher un repère fixe. Si la douleur persiste après la plongée, prendre un aspirine (si pas allergique) et consulter un ORL.

Les sinus Fonction : réchauffer et humidifier l’air respiré. Sont en communication avec le système ventilatoire. Ce sont des cavités remplies d’air Les parois sont des muqueuses (tissus avec plein de vaisseaux sanguins)

Barotraumatisme des sinus A la descente et à la remontée • Pourquoi? • • Si enrhumé, blocage du passage de l’air. Décollement ou écrasement de la muqueuse • symptômes • Douleur au crâne, aux dents (on croit mais en fait non c’est au sinus) sentiment d’écrasement de la tète, saignage de nez… • Que faire pour l’éviter Pas plonger enrhumé ou avec sinusite. • Et si ça arrive? • • • A la descente, s’arrêter remonter un peu et redescendre très lentement. Ne pas forcer si ça passe pas tanpis pour la plongée A la remontée remonter très lentement, se moucher (sans remonter). A la remontée, pas de valsalva. Si la douleur persiste, prendre de l’aspirine (si pas allergique) et aller voir un ORL

Le plaquage de masque • Pourquoi? • L’air dans le masque se comprime à la descente, • symptômes • Cocard, saignage de nez, douleur de tête, yeux injectés de sang, troubles de la vue. • Que faire pour l’éviter • Souffler par le nez • Et si ça arrive? • • Ben heu. . Souffler par le nez. Après la plongée, si douleur ou signes importants, consulter un médecin.

Barotraumatisme de la dent • Pourquoi? • • Parfois, en cas de trou dans la dent obstrué par un plombage ou autre: cavité fermée. Survient à la descente et à la remontée. • symptômes • Grosse douleur à la dent, fracture (voire éclatement) de la dent syncope • Que faire pour l’éviter • Voire un dentiste régulièrement et lui spécifier que vous êtes plongeurs. • Et si ça arrive? • • À la descente, remonter un peu ou arrêter la plongée. A la remontée, descendre un peu puis remonter très lentement. Après coup, consulter un dentiste.

BONNE NUIT