NOTIONS DE PHYSIOLOGIE

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1 NOTIONS DE PHYSIOLOGIE 1. L appareil circulatoire La circulation sanguine joue plusieurs rôles essentiels : o Transport de l oxygène (O2) et du dioxyde de carbone (CO2) o Transport des éléments nutritifs (glucose, protéines, acides gras) o Acheminement des déchets o Transport des hormones o Défense de l organisme o Régulation de la température interne 1.1. Le cœur La partie droite est composée de : o Une oreillette vers laquelle convergent les veines caves supérieure et inférieure o Un ventricule séparé par la valve tricuspide La partie gauche est composée de : o Une oreillette recevant le sang oxygéné par l intermédiaire des 4 veines pulmonaires o Un ventricule séparé par la valve mitrale. La partie gauche est la partie la plus importante du cœur, car il éjecte le sang réoxygéné dans tout l organisme via l aorte. Fonctionnement : Le cœur se contracte (systole) et se relâche (diastole) 60 à 80 fois par minute au repos. Pendant la diastole le cœur se remplit et lors de la systole, il se vide. La révolution cardiaque se fait en 3 temps : 1. Contraction des deux oreillettes (systole auriculaire) qui a pour but de chasser le sang restant dans les oreillettes en direction des ventricules. 2. Contraction des deux ventricules (systole ventriculaire) et fermeture des valves mitrale et tricuspide. Le sang est alors éjecté dans les artères aorte et pulmonaire. 3. Relâchement (diastole). Le sang artériel ne peut revenir en arrière car les valves sigmoïdes sont alors fermées. Les cavités cardiaques sont dilatées et relâchées, le cœur peut se remplir à nouveau et le cycle recommence Trajet du sang dans l organisme o Grande circulation - sang chargé en CO2 et N2 La grande circulation a pour rôle principal de conduire le sang oxygéné dans tout l organisme puis de ramener le sang vicié vers le cœur. Le sang oxygéné part du ventricule gauche, pénètre dans l'aorte, puis dans les artérioles et les capillaires qui vont le distribuer aux différents. A l'intérieur des organes, les échanges gazeux se font au niveau des capillaires, puis le sang, pauvre en oxygène est récupéré par les veines. Ces dernières convergent pour donner les veines caves, qui se jettent dans l'oreillette droite. o Petite circulation - sang enrichi en O2 La petite circulation va permettre la réoxygénation du sang. Le sang pauvre en oxygène part du ventricule droit, pénètre dans l'artère pulmonaire, puis dans les poumons.. A l'intérieur du poumon, les échanges gazeux se font au niveau des capillaires

2 pulmonaires, puis le sang enrichi en O2 est récupéré par les veines pulmonaires qui vont s'aboucher au niveau de l'oreillette gauche. Les vaisseaux sanguin On en distingue 3 types de vaisseaux o Les artères : vaisseaux conduisant le sang du cœur vers les différents organes. Elles naissent dans l aorte et de l artère pulmonaire et se divisent en branches de plus en plus fines (artérioles puis capillaires). o Les veines : vaisseaux ramenant le sang des organes vers le cœur via la veine cave supérieure et la veine cave inférieure. o Les capillaires : vaisseaux assurant la continuité entre les artères et les vaisseaux. Réseau très dense qui permet d irriguer complètement tous les tissus C est à leur niveau que se déroulent les échanges gazeux Les poumons Au nombre de 2, ils sont situés dans la cage thoracique de part et d'autre du cœur. Le poumon droit est structuré en trois parties (lobes) et le poumon gauche en deux pour laisser plus d espace pour le cœur Le sang Son volume est d environ 4 à 6L. Le sang est composé des éléments suivants : o Plasma : o Globules rouges ou hématies o Globules blancs ou leucocytes o Plaquettes ou thrombocyte 2. L appareil respiratoire La fonction de la respiration est d'apporter de l'oxygène aux cellules de l'organisme et de les débarrasser du gaz carbonique en excès. Le cycle respiratoire commence par l'inspiration, qui est un phénomène actif. Les muscles inter-costaux, et surtout le diaphragme augmentent le volume de la cage thoracique, créant une dépression au niveau des poumons. L'air s'engouffre alors par le nez ou la bouche, dans le larynx, puis dans les bronches, bronchioles et jusqu'aux alvéoles pulmonaires. C'est là qu'auront lieu les échanges gazeux avec le sang. L'expiration est un phénomène passif ; elle est produite par la force de rappel des tissus élastiques des poumons et du thorax, étirés lors de l'inspiration Les échanges gazeux C'est le processus qui permet le transfert de l'oxygène et du gaz carbonique au niveau du sang. Ces échanges se déroulent à deux niveaux : o Au niveau des poumons Le sang appauvri en oxygène (O2) et enrichi en gaz carbonique (CO2) est transporté depuis le ventricule droit et l'artère pulmonaire jusqu'au niveau du capillaire pulmonaire. Celui-ci est séparé de l'alvéole pulmonaire par une

3 membrane très fine appelée membrane alvéolo-capillaire. Les échanges se font de part et d'autre de cette membrane, en allant du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré. Ainsi, l'oxygène de l'air alvéolaire (grande concentration) va se fixer sur l'hémoglobine des globules rouges du sang (faible concentration) et le gaz carbonique fixé sur l'hémoglobine (grande concentration), va passer dans l'air alvéolaire (faible concentration), où il sera éliminé par la respiration. o Au niveau des organes Les échanges gazeux se font entre le sang contenu dans le capillaire et les cellules de l'organe considéré. Donc, l'oxygène fixé sur l'hémoglobine des globules rouges (forte concentration) va passer dans les cellules de l'organe considéré (faible concentration) et le gaz carbonique va passer des cellules (forte concentration) vers l'hémoglobine (faible concentration). Cycle respiratoire : 1. Phase d inspiration 2. Phase d apnée inspiratoire 3. Phase d expiration 4. Phase d apnée expiratoire Cycle de 12 à 15 mouvements / min 3. L oreille Organe de l audition et de l équilibre. L oreille comprend trois parties : externe, moyenne, interne Oreille externe Organe de la réception des sons. Elle les amplifie, les dirige vers l intérieur et aide à savoir de quelle direction ils proviennent. o Le pavillon : C'est un "entonnoir" qui capte les sons vers le conduit auditif externe. o Le conduit auditif externe : amène les sons jusqu au tympan. C'est à ce niveau que l'on rencontre les bouchons de cérumen ("cire d'oreille"), qui doivent être régulièrement retirés sous peine de gêner l'audition et l'équilibrage de l'oreille au cours de la plongée. o Le tympan est une membrane vibrante qui ferme l oreille externe ; les ondes sonores le font vibrer Oreille moyenne C'est une cavité osseuse aérienne située entre l'oreille externe et interne. Elle transmet et amplifie les stimulations ou vibrations du tympan par l intermédiaire de la chaîne des osselets. o La chaîne des osselets : ce sont trois petits os appelés marteau, enclume et étrier, qui sont articulés entre eux et ont pour rôle de transmettre les vibrations du tympan jusqu'à l'oreille interne. o La trompe d'eustache : est un conduit qui relie l'oreille moyenne au pharynx. Elle permet l'équilibre des pressions entre les deux côtés du tympan. Quand le voile du palais est au repos, la trompe est fermée, et elle s'ouvre lors de la déglutition.

4 3.2. Oreille interne ou labyrinthe Elle est une cavité remplie de liquide. La cochlée ou limaçon, qui transforme les vibrations transmises par la chaîne des osselets en signaux électriques. L'oreille interne contient aussi les canaux semi-circulaires, organes de l'équilibre. Au nombre de trois ils sont disposés dans trois plans différents, remplis de lymphe et tapissés de cellules réagissant à la pression de la lymphe. Les informations sonores et d'équilibre sont envoyées au cerveau par le nerf auditif Oreille et plongée A la descente o L'eau pénètre dans le conduit auditif externe et exerce une pression sur le tympan. o Le volume de gaz contenu dans l'oreille moyenne diminue (application de la Loi de Mariotte). o Le tympan va se bomber vers l'intérieur (vers l'oreille moyenne), ce qui provoque une douleur. La manœuvre de Valsalva (expiration d'air en ayant la bouche fermée et les narines pincées) fait pénétrer de l'air depuis les fosses nasales jusque dans l'oreille moyenne, et compense la diminution du volume d'air à ce niveau. La déformation du tympan cesse, c'est le fameux "équilibrage des oreilles". Si l'orifice des trompes d'eustache, situé en arrière des fosses nasales, est rétréci ou obstrué (à cause d'un rhume par exemple), l'équilibrage des oreilles est difficile voire impossible. A la remontée Le volume d'air contenu dans l'oreille moyenne se dilate. Dans les conditions normales, l'air s'échappe vers le pharynx par les trompes d'eustache. Si l'orifice est rétréci (rhume), l'évacuation sera difficile et le tympan va se déformer vers l'extérieur, ce qui provoque une douleur Il faut alors redescendre, et remonter lentement, ce qui permet à l'air de s'échapper plus lentement. D'autre part, il ne faut jamais faire de manœuvre de Valsalva à la remontée : on rajouterait de l'air dans une oreille moyenne qui essaye de l'éliminer et on risquerait de provoquer la rupture des tympans.

5 LES ACCIDENTS 4. Essoufflement L'essoufflement est l'intoxication de l'organisme par le dioxyde de carbone (CO2) qu'il produit. L'essoufflement est le premier accident auquel est confronté le débutant, dès l'apprentissage de la nage avec palmes. Par la suite, le risque est toujours présent : personne ne peut se dire à l'abri d'un essoufflement Cause de l accident La principale cause, toujours présente, est une expiration insuffisante, inefficace o le froid il faut produire plus de calories, alors on brûle de l'oxygène. Ce qui produit en retour du CO2 o efforts trop violents avant ou durant la plongée - (palmage contre le courant, agitation..) qui vont également augmenter la consommation d'o². o lestage trop important o robinet mal ouvert o matériel défectueux - détendeur en mauvais état o mauvaise qualité de l'air - bouteilles chargées sans précaution avec de l'air contaminé par du CO2, ou d'autres polluants. o Hésitations à passer sur réserve Attention : Le risque d'essoufflement augmente avec la profondeur Symptômes o Ventilation de plus en plus rapide o Perte du contrôle de la ventilation qui devient de plus en plus superficielle et haletante o Poumons pleins, flottabilité incontrôlée, tendance à remonter ("Je suis trop lesté"). o Nausées, vertiges, maux de tête, L essoufflement peut favoriser l apparition d une narcose ou d un accident de décompression Si le plongeur panique, il peut remonter en catastrophe et risque une surpression pulmonaire 4.3. La prévention o Ne pas descendre si on est déjà essoufflé en surface o Modérer ses efforts au fond, palmer lentement o Se protéger efficacement contre le froid o Ouvrir correctement le robinet de la bouteille o Passer sur réserve dès que c'est nécessaire (50 bars) o Palmer lentement et s'adapter à la profondeur o Etre correctement lesté o Ne pas être angoissé o Entre et vérifier régulièrement son matériel o Etre en bonne forme physique 4.4. L essoufflé : Arrêter tout mouvement et s efforcer à expirer Faire le signe : «je suis essoufflé» Eventuellement, passer la réserve Essayer de se relaxer Respirer lentement et amplement L assistant : Baisser la réserve si ce n est pas fait Tenir fermement l essoufflé et le remonter à la vitesse préconisée En général, les symptômes disparaissent à la remontée Dans le cas de maux de tête, allonger la personne et lui faire respirer de l oxygène pur L'essoufflement est un des principaux dangers qui guettent le plongeur et qui peut conduire très vite à un accident mortel. Il peut toutefois être prévenu par des mesures simples et efficaces.

6 5. Les oreilles Période Descente et remontée Manœuvre d'équilibration inefficace. Obstruction de la trompe d'eustache (rhume, otite). Lors de la descente ou de la remonté, il y a une différence de pression entre les deux faces du tympan. Symptômes Sensation de pression (douleur dans l'oreille) Légère gêne, puis douleur jusqu à la lésion (voire rupture) du tympan, perte d'orientation, vertige, saignement Le plongeur entend mal à la sortie de l eau Prévention Bien équilibrer les oreilles pendant la descente (manœuvre de Valsalva ou Béance Tubaire Volontaire). Cette manœuvre doit être effectuée, sans forcer, régulièrement au cours de la descente. Ne pas descendre si les oreilles de "passent pas" Ne pas plonger avec un rhume Rincer les fosses nasales à l eau de mer avant de plonger Consulter un O.R.L. Arrêt temporaire de la plongée et consulter un ORL. En cas de suspicion d une atteinte de l oreille interne, faire évacuer la personne sous oxygène vers un caisson de recompression hyperbare. Ne JAMAIS effectuer la manœuvre de Valsalva durant la remontée (aggravation de la différence de pression entre les 2 faces du tympan). 6. La surpression pulmonaire Le plus grave des barotraumatismes Il est provoqué par une dilatation excessive des poumons au cours de la remontée vers la surface. Période Remontée A la remontée, en cas de blocage de l'expiration, l'air qui se trouve dans les poumons se dilate jusqu à la limite d élasticité des alvéoles pulmonaires (10%), puis déchirure de ces dernières et des vaisseaux qui les tapissent - passage d'air dans la circulation (embolie) - passage de sang dans les alvéoles (œdème pulmonaire) Symptômes Impression de manque d'air, douleur dans la poitrine, étouffement, toux, accélération du pouls, écume sanglant aux lèvres (spume), perte de connaissance, état de choc, difficulté à parler, paralysie, maux de tête, troubles de la conscience, convulsion, arrêt ventilatoire puis cardiaque Prévention NE PAS BLOQUER SA RESPIRATION A LA REMONTEE EXPIRER EN REMONTANT SURTOUT PRES DE LA SURFACE (zone des 10 derniers mètres). Au fond, ne jamais donner d'air à un plongeur en apnée. S entraîner à la remontée sans embout Sortir la victime de l eau et la déséquiper Allonger la victime, les jambes relevées Après le bilan, effectuer les gestes de ranimation Si la personne est consciente et sans allergie, lui donner de l aspirine avec de l eau Faire inhaler de l oxygène pur ALERTER LES SECOURS ET FAIRE EVACUER

7 7. Les sinus Période Descente et remontée Communications bouchées entre les sinus et les voies respiratoires (sinusite, rhume) - Différence de pression entre les sinus et le milieu extérieur Symptômes Douleur au niveau du front et du maxillaire supérieur Impression d avoir les dents arrachées Douleur localisée au niveau du front et des yeux Saignement du nez Prévention NE PAS PLONGER enrhumé, en cas de sinusite ou d otite Rincer les fosses nasales à l eau de mer avant de plonger Ne pas forcer à la descente sinon interrompre la plongée et remonter Consulter un O.R.L. Consulter un ORL 8. Le placage du masque Période Descente Intérieur du masque en dépression pendant la descente : effet de "ventouse" Symptômes Le masque serre, douleur au niveau des yeux, rougissement des yeux, saignement de nez, trouble de la vision, gonflement des paupières Prévention Equilibrer en soufflant par le nez, régulièrement, dans le masque pendant la descente Ne pas trop serrer le masque Consulter un ophtalmologiste En cas de saignement du nez, penchez la tête en avant en pinçant sur la narine. 9. Les dents Période Remontée Carie non soignée, plombage non étanche (fissure). Différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la dent Symptômes Douleur vive au niveau des dents - Risque d'éclatement à la remontée Prévention Visiter régulièrement un dentiste. Dès la moindre douleur, redescendre un peu et remonter plus doucement. Consulter un dentiste 10. Les accidents de décompression En fonction de la profondeur et du temps de plongée, l organisme se charge en azote. Plus on plonge longtemps et profond, et plus le corps dissout de l azote. L azote contenu dans l organisme va reprendre sa forme gazeuse pendant la remontée. Le surplus d azote est éliminé par la respiration. Ce processus dure environ 12heures. Si remontée trop rapide ou non-respect des tables de plongée (paliers), les bulles d azote vont se former dans les différents tissus et suivre la circulation sanguine. Lorsqu elles auront une taille importante, elles vont entraver la circulation sanguine et gêner l oxygénation des cellules. Symptômes - Démangeaisons cutanées, picotements (puces), gonflements douloureux en plaque sous la peau (moutons) - Vive douleur à une articulation (épaule, genou, coude) - Difficultés à ventiler, oppression au niveau de la poitrine, fatigue intense, pâleur, troubles sensitifs, douleur violente dans le bas du dos, arrêt ventilatoire, problèmes visuels, auditifs, vertiges, pertes de sensibilité, paralysies plus ou moins étendues, syncope, coma. Les symptômes apparaissent entre 15 minutes et 12 heures après la sortie de l eau (en général, dans l heure qui suit)

8 Prévention Respecter impérativement les paliers et la vitesse de remontée (15 à 17 mètres par minute) en ventilant amplement Faire un palier de principe au-delà de 20 mètres (3min à 3m) Eviter de faire des passages d embout, préférer un 2 ème détendeur Ne pas plonger en cas de fatigue (trajet, nuit blanche, climat psychologique, envie) Ne pas faire d'efforts physiques important ni d'apnées après la plongée (6h). Attendre 12 à 24h pour prendre l avion ou monter en altitude Durant les paliers, ventiler amplement Eviter les profils à risque (faire les plongées les plus profondes en début, éviter les yo-yo) Pas plus de deux plongées par 24heures Au-delà de 4-5 jours de plongée, se ménager au minimum ½ journée de repos Sortir la victime de l eau et la déséquiper Allonger la victime, les jambes relevées Après le bilan, effectuer les gestes de ranimation Si la personne est consciente et sans allergie, lui donner de l aspirine avec de l eau Faire inhaler de l oxygène pur (proche de 100%) ALERTER LES SECOURS ET FAIRE EVACUER o Essoufflement : l excès de gaz carbonique favorise ce type d accident o Froid : réduit la vitesse d élimination de l azote Ne jamais réimmerger l accidenté Ne jamais abandonné un traitement entrepris, ni une procédure d évacuation, même si l état de la victime s améliore. Facteurs favorisants : o Age : au-delà de 40 ans, la circulation sanguine est moins performante o L obésité : les graisses fixent plus facilement l azote o Tabac, alcool o Fatigue, stress, mauvaise condition physique

9 11. Le froid Déperdition de chaleur due à l environnement et au faible travail musculaire. La perte de chaleur par conduction et convection est 90 fois plus marquée dans l'eau que dans l'air. (180 Watt par degré en moins). A l'effort, elle peut augmenter jusqu'à 150 fois! Symptôme o sensation de froid, une fatigue, une "barre" au front o "chair de poule", due à une contraction des muscles cutanés qui dresse les poils et augmente l'épaisseur de la peau pour améliorer l'isolation. o frissons, dus à des contractions répétées des muscles moteurs des membres qui augmentent la production de chaleur o essoufflement car la production d'énergie supplémentaire demande un apport accru d'oxygène o "cyanose", bleuissement des extrémités indique une diminution de la circulation sanguine cutanée. o envie d'uriner car l'élimination d'eau augmente la concentration sanguine -diurèse o crampes qui sont des contractures douloureuses des muscles, dénotant une perturbation métabolique o diminution de l attention o troubles cérébraux (baisse de l'attention, manque de volonté engourdissement, perte de connaissance, coma, etc.) qui indiquent déjà une atteinte profonde. o Gelures locales, en cas de séjour prolongé Prévention o Port de vêtements isothermes adaptés à la température de l'eau et bien ajustés : combinaison, gants, chaussons et cagoule o Suspendre la plongée dès les premiers frissons (le signe conventionnel "j'ai froid" appelle la réponse "ok, on remonte"!) o Prendre un supplément de glucides avant une plongée en eau froide o Protéger la nuque - le bulbe rachidien est le centre de la régulation thermique o Remonter dès que les premiers symptômes se font ressentir o Pas de bain de soleil avant de plongée (choc thermique) o Remonté l accidenté, le au sec et au chaud en le frottant vigoureusement et en lui faisant boire une boisson chaude (jamais d alcool!) 12. Les dangers du milieu naturel o Faune : morsures et piqûres d'animaux marins o Courant o Épaves et grottes o Filet, lignes de pêche o Hélice, dérive ou quilles de voiliers / planche à voile o Problèmes de santé courants 13. La noyade Cause de l accident Mort par suffocation et hypoxie à la suite d une immersion dans un liquide. Dans 90% des cas, il y a pénétration de liquide dans les poumons. Les autres cas correspondent à un blocage respiratoire sans inhalation de liquide (blocage de la cage thoracique). o La noyade peut survenir par l arrachement du masque et du détendeur, suivi d un affolement si le plongeur est débutant o Méconnaissance ou imprudence : épuisement, nage à contrecourant, mauvaise condition physique o Défaillance psychique : anxiété, panique o Perte de connaissance : hypoglycémie, syncope, infarctus, crise d épilepsie o Traumatisme quelconque : chute, choc, blessure par hélice o Problème matériel : détendeur défectueux Symptômes 2 mécanismes / 4 stades Noyade par asphyxie due à l inspiration d eau et remplissage des alvéoles pulmonaires. C est le plein fréquent

10 Noyade syncopale par inhibition cardio-respiratoire, puis inondation des voies pulmonaires à la reprise respiratoire Les noyades ont été classées en différents stades suivant leur gravité Stade I La personne consciente est angoissée, épuisée, refroidie. Elle a bu la tasse Stade II Idem I, mais a des difficultés à ventiler Stade III La personne est plus ou moins consciente. Sa ventilation est accélérée et superficielle, son pouls rapide. Selon le cas, elle peut vomir. Stade IV La personne ne réagit plus, ne ventile plus. L arrêt cardiaque est imminent ou elle est en état de mort apparente Prévention o Savoir nager correctement o Plonger en bonne condition physique o S entraîner régulièrement aux exercices de sécurité o Ne jamais plonger seul o Disposer d un gilet gonflable o Toujours avoir son tuba, et en fin de plongée revenir sur tuba au bateau o Avoir du matériel en bon état o Laisser une personne de surveillance en surface o Toujours faire le tour d horizon en sortant de l eau o Ne pas faire d hyperventilation et d apnées poussées o Ne pas prendre de bain de soleil avant de plongée (hydrocution) o En plongée, la noyade s accompagne très souvent d un accident de décompression (la personne ne ventile plus) o Sortir le noyé le plus rapidement possible et FAIRE ALERTER LES SECOURS o Faire un bilan o L allonger sur le dos, desserrer ses vêtements, débarrasser ses voies aériennes et lui basculer prudemment la tête en arrière o Pratiquer la respiration artificielle ou donner de l oxygène pur o FAIRE EVACUER (complications pulmonaires et infections).