Mieux connaître pour mieux apprécier. Mieux connaître pour mieux gérer. Mieux connaître pour mieux sauvegarder

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1 Mieux connaître pour mieux apprécier Mieux connaître pour mieux gérer Mieux connaître pour mieux sauvegarder 1951 Pierre de Latil L homme chez les poissons

2 NIVEAU A3 APNEE

3 ANATOMIE - RESPIRATOIRE - CIRCULATOIRE - L OREILLE

4 L APNEE Quels effets physiologiques?

5 RESPIRATOIRE - Les voies aériennes supérieures - Les voies aériennes inférieures - Les volumes respiratoires - Notion d espace mort - Régulation du rythme respiratoire - Mécanique ventilatoire - Echanges gazeux - La ventilation de l apnéiste

6 Les voies aériennes supérieures LE NEZ LES SINUS Réchauffe, filtre et humidifie l air inspiré Réduisent le poids et consolident le crâne LA TROMPE D EUSTACHE Permet l équipression entre l oreille moyenne et le milieu L EPIGLOTTE C est un clapet qui permet l entrée d air dans la trachée, ou des aliments dans l oesophage

7 Les voies aériennes inférieures les voies aériennes inférieures comprenant : les poumons, les bronches, les bronchioles et les alvéoles. Elles assurent les échanges d'o 2 et de CO 2 entre l'air et le sang sur une surface développée de 100 à 150 m 2 :

8 Les voies aériennes récapitulatif

9 LES VOLUMES RESPIRATOIRES

10 LES VOLUMES RESPIRATOIRES - Volume courant (VC) : volume d air inspiré et expiré au cours d une ventilation normale. - Volume de réserve inspiratoire(vri) : volume maximal d air que l on peut inspirer après la fin de l inspiration normale. (variable selon volume pulmonaire) - Volume de réserve expiratoire (VRE) : volume maximal d air pouvant être expiré à partir de la fin de l expiration normale. - Volume résiduel (VR) : volume d air restant dans les poumons à la fin d une expiration maximale. VC + VRI + VRE = CV (Capacité Vitale)

11 L ESPACE MORT ANATOMIQUE L'espace mort représente le volume total de toutes les voies anatomiques conduisant l'air inspiré jusqu'aux alvéoles. Il ne participe pas aux échanges gazeux. La cavité buccale, les fosses nasales, le pharynx, la trachée et les bronches forment l'espace mort anatomique.

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13 Mécanique ventilatoire L Inspiration L Expiration

14 Mécanique ventilatoire

15 Mécanique ventilatoire Les mécanismes intervenant au cours de l'inspiration sont : la contraction (aplatissement) du diaphragme : le soulèvement (augmentation) de la cage thoracique par contraction des muscles scalènes et des muscles intercostaux externes et le soulèvement de la cage thoracique par d'autres muscles accessoires.

16 Mécanique ventilatoire Les mécanismes intervenant au cours de l'expiration sont : les mouvements des muscles de la paroi abdominale qui poussent le diaphragme vers le haut ; l'abaissement (diminution) de la cage thoracique, mouvement passif dû à la pesanteur et à l'élasticité la contraction des muscles intercostaux internes.

17 Régulation du rythme respiratoire Les fréquences, volumes, pressions varient constamment en fonction des besoins. La nuit lorsqu'on dort, on bouge peu, l'activité est ralentie et on consomme peu d'oxygène donc automatiquement la fréquence respiratoire et cardiaque baissent ainsi que la pression artérielle. Au contraire, lors d'un effort les besoins sont importants. Le cerveau et son système nerveux autonome dit végétatif jouent un grand rôle dans cette régulation. Tout se fait sans notre intervention mais automatiquement. On ne s'aperçoit de rien.

18 Régulation du rythme respiratoire Les mouvements respiratoires sont automatiques. Les muscles respiratoires se contractent grâce à une décharge électrique envoyée par des nerfs. La commande centrale est située dans le crâne (tronc cérébral ou bulbe). Chaque muscle intercostal reçoit un nerf qui vient de la moelle épinière. Le diaphragme est commandé par 2 gros nerfs, sortant très haut de la moelle épinière au niveau du rachis cervical. Contrairement au cœur, on peut volontairement (mais pour un bref instant) arrêter la respiration (apnée).

19 Les échanges gazeux Air inspiré Air expiré azote 79% 79% Di oxygène 21% 16% Di oxyde de carbone 0.03% 4% Vapeur d eau variable importante - L azote qui est le gaz le plus abondant dans l air ne varie pas donc ce gaz n est pas échangé entre les poumons et l organisme - Le di oxygène est moins abondant dans l air expiré. Une partie de ce gaz est donc pris par les poumons. - Le di oxyde de carbone est plus important dans l air expiré. Le poumon a donc produit du co2.

20 Les échanges gazeux

21 Les échanges gazeux Les tissus consomment de l oxygène et produisent du dioxyde de carbone. Les alvéoles permettent la recharge en O2 et l élimination du CO2. Le taux de CO2 est prédominant dans le déclenchement du reflexe ventilatoire. La ventilation est une fonction vitale inconsciente. L apnée consiste en l interruption volontaire de la ventilation

22 La ventilation de l apnéiste Amélioration par l entrainement de l élasticité de la cage thoracique. Amélioration de la Capacité Vitale par le travail de la ventilation diaphragmatique à la fois à l inspiration et à l expiration

23 CIRCULATOIRE - La circulation sanguine - La petite circulation - La grande circulation

24 La circulation sanguine LE MOTEUR. FLUIDE

25 - La circulation sanguine Est un muscle Consommateur d oxygène Individu lambda : Fonctionnement et réglage en fonction de l effort sont entièrement sous contrôle reflexe Peut influer sur le rythme cardiaque.. Apnéiste : Contrôle nerveux Par l entrainement Contrôle du diaphragme

26 ANATOMIE CIRCULATOIRE La circulation sanguine Les globules blancs : assurent essentiellement la défense immunitaire de l organisme. Le plasma : constitué d eau (70%), transporte les nutriments et les gaz Les plaquettes : ont un rôle essentiel dans le phénomène de la coagulation. Les globules rouges : appelés aussi hématies ; grâce à leur noyau d hémoglobine ils fixent et transportent l O2. La fixation se fait à saturation, c est-à-dire au maximum de la capacité de stockage. Cette capacité de charge n est pas extensible. L entrainement n y change pas grand-chose.

27 La petite et la grande circulation

28 L OREILLE - EXTERNE - MOYENNE - INTERNE

29 L OREILLE De part sa conformation anatomique, c est l organe le plus exposé et le plus sensible aux effets de la variation de pression en immersion. Directement exposée à des variations de pressions et thermiques pendant l activité sous-marine, l oreille peut subir des lésions qui, outre le fait d être douloureuse, peuvent détruire définitivement la fonction auditive.

30 L OREILLE

31 L OREILLE EXTERNE Le pavillon auriculaire La membrane du tympan Amplifie les vibrations acoustiques liaison avec l oreille moyenne. Recueillir les sons et les diriger vers le conduit auditif. Le conduit auditif externe Conduit les sons vers le tympan.

32 L OREILLE MOYENNE Chaine de trois petits osselets. Le marteau L enclume L étrier CAISSE DU TYMPAN. Toujours libre et propre pour laisser la liberté aux osselets rôle de la Trompe d Eustache La fenêtre ovale Liaison avec l oreille interne Canal ostéocartilagineux. La trompe d Eustache Muscle péristaphilyn

33 L OREILLE INTERNE Canaux semi-circulaires Fenêtre ovale Fenêtre ronde Complexe vestibulaire L équilibre Cochlée L ouïe Conduit cochléaire Transforme le stimulus mécanique en impulsions bioélectriques nerveuses (cellule ciliées)

34 EN RESUME Les ondes sonores arrivent sur le tympan qu'elles font vibrer. Ces vibrations sont transmises via les osselets à la fenêtre ovale. Après la fenêtre ovale, les ondes sont transmises à l'endolymphe et à la membrane basillaire sur laquelle se trouvent des cellules ciliées. Ce sont des cellules sensorielles (il y a des cellules externes et des cellules internes correspondant au total à environ fibres nerveuses) qui ont des courbes de sensibilité différentes aux différentes fréquences : les cellules les plus proches de la base de la cochlée ont un pic de sensibilité pour les sons les plus aigus, tandis que les cellules les plus proches de son extrémité ont un pic de sensibilité pour les sons les plus graves.

35 BONUS Les oreilles permettent donc de localiser un son sur la surface telle que la différence de trajet entre un point de cette surface et chacune des deux oreilles soit constant. En fait, le cerveau possède une information additionnelle : l'oreille à laquelle le son est arrivé en premier, la source du son est donc restreinte à un demi-hyperboloïde. Lorsque la source du son est suffisamment loin des oreilles, ce demi-hyperboloïde peut être assimilé à un cône de sommet la tête et dont l'axe est la droite joignant les deux oreilles. Ainsi, la différence de temps interaural permet de déterminer l'angle que fait la source sonore avec l'axe des oreilles

36 L apnée et la profondeur Quels effets?

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38 Rappels des termes utilisés NORMOXIE : HYPOXIE : ANOXIE Etat du sang contenant une quantité normale d O2 (Po2 = entre 0,17 et 0,21 Bar) Diminution de la quantité d O2 contenue dans le sang ne permettant plus une activité normale (Po2 entre 0,12 et 0,17 Bar) Diminution de la quantité d O2 NE PERMETTANT PLUS LA SURVIE DES TISSUS (Po2 inf. à 0,12 Bar) NORMOCAPNIE : HYPOCAPNIE : HYPERCAPNIE : Taux normal de la PpCO2 dans le sang (Pco2 = 40 mmhg ou 0,05 Bar) Diminution de la PpCO2 sans le sang (Pco2 < 40 mmhg ou 0,05 Bar) Augmentation de la PpCO2 dans le sang (Pco2 > 40 mmhg ou 0,05 Bar)

39 Les effets cardiovasculaires L apnée arrêt des échanges gazeux entre les poumons et l atmosphère Immersion Vasoconstriction périphérique Redistribution sanguine engendre des modifications cardio-vasculaires

40 Effet cardiovasculaires REFLEXE D IMMERSION ou DIVING REFLEX Objectif : privilégier l apport en oxygène vers les organes nobles

41 BRADYCARDIE - Diminution du rythme cardiaque - d environ 30% du rythme initial - Dès le début de l apnée - Apnée à sec - Immersion du corps - Immersion de la face

42 BRADYCARDIE A l Immersion - Dès le début de l apnée intensité maximale à 20sd - Persiste pendant tout le séjour au froid et n est pas ou peu modifiée par l exercice musculaire -* Intensité plus importante en profondeur ( froid augmentation des Ppo2 et contraintes hémodynamiques) - Se termine à l émersion dès la reprise de la ventilation * Contradiction entre étude du Dr VIGOUROUX et l ouvrage de Frédéric LEMAITRE Maître de Conférence en physiologie de l apnée.

43 BRADYCARDIE Facteurs de la bradycardie d immersion AGE : - *La bradycardie augmente avec sujet + âgé L ENTRAINEMENT : L EXERCICE : - Le sujet entrainé à une bradycardie supérieure - La bradycardie n est pas modifiée par l exercice musculaire sous l eau. Les impératifs de l apnée l emportent sur les nécessités du travail musculaire * Contradiction entre étude du Dr VIGOUROUX et l ouvrage de Frédéric LEMAITRE Maître de Conférence en physiologie de l apnée.

44 BRADYCARDIE Mécanisme des réactions cardio-vasculaires - Mécanisme nerveux : réflexe «vagal» par stimulation du système freinateur du cœur - 2 stimulis principaux : l apnée l immersion - Autres stimulis : Variation de la composition des gaz respiratoires ; intervention des barorécepteurs artériels

45 BRADYCARDIE Facteurs de la bradycardie d immersion - Immersion de la face - LA TEMPERATURE DE L EAU (eau froide) - LE CONTACT DE L EAU AVEC LA PEAU (thermorécepteurs cutanés)

46 VASOCONSTRICTION PERIPHERIQUE Rétrécissement du diamètre des vaisseaux sanguins périphériques CAUSES - Due à la pression - Due au froid

47 VASOCONSTRICTION PERIPHERIQUE Redistribution sanguine au profit des organes vitaux EFFET - Maintien de la pression artérielle - Limite les déperditions de chaleur en réduisant le flux sanguin dans les membres - Augmentation du volume sanguin central

48 VASOCONSTRICTION PERIPHERIQUE 1) provoqué par la bradycardie : c'est un mécanisme de régulation naturelle du corps. De ce fait si le cœur se relaxe, le débit cardiaque diminue et par conséquent la pression artérielle diminue. Pour la maintenir, une seule solution : diminuer le diamètre des vaisseaux en assurant la contraction des muscles lisses. 2) provoqué par le froid : diminuer le transfert de la chaleur corporelle vers l extérieur du corps. La vasoconstriction périphérique a cependant des effets secondaires puisqu elle provoque une augmentation du volume sanguin central et de la pression artérielle centrale. Ceci a pour effet d inhiber la sécrétion de l hormone antidiurétique (ADH). C est ce qui explique le besoin d uriner lorsque les extrémités sont froides. En effet, l ADH contrôle la production d urine

49 LES TRANSFERTS SANGUINS BLOODSHIFT

50 Lors de l immersion : La poussée d Archimède La poussée d Archimède supprime les effets de la pesanteur et facilite le retour veineux La pression hydrostatique Au cours de la descente, la pression hydrostatique augmente et le volume pulmonaire diminue (loi de Boyle- Mariotte ) jusqu à ce que la rigidité relative du thorax ne permette plus de réduire son volume

51 A partir d une certaine profondeur : A Le corps est immergé jusqu au cou, la pression intra thoracique est négative. La cage thoracique reste peu déformable B Immergé jusqu au cou, le sujet réalise une apnée. La pression thoracique devient positive. C Au cours d une apnée en profondeur, la pression intra thoracique va devenir identique à la pression ambiante lorsque la Capacité Pulmonaire Totale égalera le Volume Résiduel. D Au-delà du volume VR, la pression intra thoracique est inférieure à la pression ambiante, il se crée un transfert de sang vers le thorax (blood shift) VOLUME DE SANG : 0,5 à 1 litre

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