Physiologie : l'appareil ventilatoire et l'appareil circulatoire. L'oreille.

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1 Physiologie : l'appareil ventilatoire et l'appareil circulatoire. L'oreille. Club du CSAR Plongée Sous Marine 1 / 26

2 Introduction Ce cours couvre des notions de physiologie sur : I. La Ventilation et la Respiration II. La Circulation Sanguine III. L Oreille Ces notions seront indispensables pour la bonne compréhension du mécanisme des accidents de plongée vu dans un prochain cours. Ce qui permettra de pouvoir les éviter afin que la plongée reste un plaisir pratiqué en toute sécurité. 2 / 26

3 I - Ventilation / Respiration 1. Définition : Qu est ce que la ventilation / la respiration? 2. Objectifs de ce cours. A quoi tout cela va me servir en plongée? 3. Schéma anatomique 4. La mécanique Ventilatoire 5. Les échanges gazeux Au niveau Alvéolaires (Poumons) Au niveau Tissulaire (Muscles et Organes) 6. Cycle et Réflexe respiratoire. 7. L Azote en plongée 3 / 26

4 La Ventilation & La Respiration Définitions : La ventilation consiste à renouveler l air contenu dans nos poumons. La respiration consiste à amener l Oxygène (O2) contenu dans les poumons jusqu aux cellules de l organisme et à évacuer le dioxyde de Carbone (CO2) que nous produisons. C est ce qu on appelle les échanges gazeux. Nous verrons dans ce chapitre la ventilation et l échange gazeux entre les poumons et le sang au niveau des alvéoles pulmonaires et au niveau tissulaire. Lors d un autre chapitre nous traiterons de la circulation sanguine transportant l oxygène jusqu aux cellules de notre organisme et évacuant les déchets qu il produit. Objectifs : Mieux comprendre les mécaniques de la Ventilation Pulmonaire et de ces conséquences sur le plongeur. A quoi cela va me servir : Ce chapitre permettra de mieux appréhender les cours à venir sur les accidents de plongée impliquant la ventilation ou les poumons. Notamment la surpression pulmonaire ou l essoufflement. 4 / 26

5 La Ventilation & La respiration Fosses Nasales Air Pharynx Voies aériennes supérieures Larinx Espace Mort. Ne sert qu au transport de l air Trachée Côtes et Muscles Inter-Costaux Poumons droit (3 Lobes) Plévre Bronches Bronchioles Cœur Alvéoles Pulmonaires Voies aériennes Inférieures Diaphragme 5 / 26

6 La Ventilation & La respiration La mécanique Ventilatoire La Ventilation : En se contractant ou se décontractant, les muscles intercostaux et le diaphragme font varier le volume de la cavité thoracique et donc font varier la pression de l'air contenu dans les poumons par rapport à la pression atmosphérique. C est cette différence de pression qui provoquera l inspiration ou l expiration Diaphragme baissé INSPIRATION Diaphragme remonté EXPIRATION Phase Active Phase Passive Contraction du diaphragme Relâchement des muscles et des muscles inspiratoires + élévateurs de côtes élasticité du (intercostaux) diaphragme Augmentation du Volume Diminution du Volume de la cage thoracique. de la cage thoracique En plongée, l expiration est confrontée à une lutte supplémentaire La pression hydrostatique. Donc l expiration en immersion devient active. A noter que l inspiration forcée ou l expiration forcée est une Phase Active. 6 / 26

7 La Ventilation & La Respiration Echanges Gazeux 7 / 26

8 La Ventilation & La Respiration Les échanges gazeux: L alvéole pulmonaire est le siège des échanges gazeux entre les poumons et le sang. Cela se fait par transfert, au niveau des capillaires (minuscule vaisseaux sanguins) situés sur les alvéoles pulmonaires. Cela s appelle l Hématose. La distension maximale des alvéoles pulmonaires est de 0.3 bar, soit pour un plongeur une profondeur de 3 m. Nous verrons dans le cours des Barotraumatismes qu au-delà de ces 0,3 bars, il y a «surpression pulmonaire» altérant la fonction de l hématose. D autres échanges gazeux ont lieu au niveau tissulaire, entre l air (Oxygène + Azote) contenu dans le sang et les déchets (CO2) contenus dans les tissus (par exemple les muscles de notre organisme). Le mécanismes d échange gazeux se fait par différentiel de pression / tension entre l air et le sang au niveau des alvéoles selon la loi d Henry vu précédemment. D où l apport d O2 vers le sang pauvre en O2 et le rejet du CO2 vers l air pauvre en CO2. De plus l air est composé de 80% d Azote. Ce gaz n étant ni consommé ni produit par notre organisme, il est saturé en azote (via le sang) à 80% de la pression ambiante (Rappelez vous de Dalton). Ce phénomène de variation de pression va entrainer des échanges gazeux au niveau tissulaire qui expliqueront l Accident De Décompression dans tout notre organisme. 8 / 26

9 La Ventilation & La Respiration Le cycle respiratoire : Il dure 4 à 5 secondes et a une fréquence de 12 à 15 cycles / minutes. Pendant un cycle on passe 1/3 du temps à inspirer, et 2/3 du temps à expirer. Le reflexe respiratoire : La ventilation est gérée par reflexe (on respire même en dormant) mais on peut l arrêter pendant quelques secondes (apnée). Le besoin d inspirer est déclenché par l augmentation du taux de CO2 dans le sang. Et non pas, par le manque d Oxygène. L Azote en Plongée: L air que nous respirons contient 80% d Azote. Ce gaz n est ni consommé ni produit par notre organisme, nous en expirons autant que nous en inspirons. On dit que l Azote est un gaz Inerte. En descendant, la pression ambiante augmente et la pression partielle d Azote augmente également (loi de Dalton) et nous emmagasinons beaucoup d Azote dans les poumons, qui passe dans notre sang puis la circulation sanguine le transporte vers tous nos organes (tissus) (loi d Henry). En remontant, la pression diminueant, et notre organisme évacue le «trop plein» d azote vers les poumons par la circulation sanguine. Nous verrons qu il faudra respecter certaines «procédures de décompression» pour que cette évacuation d Azote se fasse en douceur. 9 / 26

10 II - La circulation 1.Définition : Qu est ce que la circulation sanguine? 2.Objectifs de ce cours. A quoi tout cela va me servir en plongée? 3.L appareil circulatoire 4.La Composition du Sang 5.Schéma anatomique de la circulation sanguine Petite Circulation Grande Circulation 10 / 26

11 La Circulation Sanguine Définitions : La circulation sanguine permet de transporter l Oxygène (O2) contenu dans les poumons et les substances nutritives jusqu aux cellules de l organisme (muscles et Organes) et sert également à évacuer le dioxyde de Carbone (CO2) et les déchets que nous produisons. On appelle cela la respiration qui se fait au travers des échanges gazeux. Objectifs : Mieux comprendre les mécaniques de la Circulation Sanguine et de ces conséquences sur le plongeur. A quoi cela va me servir : Ce chapitre permettra de mieux appréhender les cours à venir sur les accidents de plongée impliquant la Circulation Sanguine. Notamment l accident de décompression. 11 / 26

12 La Circulation Sanguine L appareil Circulatoire : Le sang circule à l intérieur d un système de vaisseaux grâce au travail fourni par le cœur qui agit comme une pompe. Cœur et vaisseaux constituent l appareil circulatoire ou appareil cardio-vasculaire qui n autorise des échanges gazeux qu au niveau de la paroi des capillaires. 12 / 26

13 La Circulation Sanguine Sang chargés de CO2 allant vers les poumons L appareil Circulatoire : Le Cœur est un muscle creux d environ 300 g qui bat au rythme de 60 à 80 pulsations par minute au repos. Les Artères transportent le sang venant du cœur vers les organes. Les Veines transportent le sang en provenance des organes vers le cœur. Les Capillaires sont de très petits vaisseaux, c est là qu ont lieu les échanges gazeux aux niveaux des organes. Sang chargés de CO2 venant des organes supérieurs Sang chargés d O2 venant des poumons Sang chargés d O2 allant vers les organes Sang chargés de CO2 venant des organes inférieurs Cœur droit Cœur gauche Il y a un seul sens de circulation sanguine. 13 / 26

14 La Circulation Sanguine Composition du sang Globules rouges transportent les gaz l O2 et le CO2 Globules blancs c'est notre système de défense (bactéries, microbes, ) celles-ci interviennent dès qu elles détectent un corps étranger. Plaquettes responsables de la coagulation Plasma (90% d'eau) transporte les nutriments les déchets etc.., mais aussi l azote. 14 / 26

15 La Circulation Sanguine La petite circulation (cœur-poumons) C est le circuit d épuration et d oxygénation du sang. Le ventricule droit envoie le sang riche en C02, pauvre en 02 et chargé en azote(n2) dans l artère pulmonaire qui le conduit jusqu aux poumons. Au niveau des capillaires pulmonaires le sang s hématose. Le CO2 et l azote(n2) sont alors évacués par l expiration. Le sang ré oxygéné est conduit à l oreillette gauche via les 4 veines pulmonaires. Oreillette gauche Oreillette droite Ventricule Droit- Artère PulmonairePoumons- Veines PulmonairesOreillette Gauche ventricule droite Ventricule gauche 15 / 26

16 La Circulation Sanguine La grande circulation (cœur-tissus) Petite circulation Le ventricule gauche envoie le sang oxygéné dans l aorte puis via les artères dans toute les subdivisions artérielles, jusqu aux capillaires artériels au niveau de tous les tissus qui y Grande puisent leurs besoins. circulation Le sang appauvri en 02 et riche en C02 repart des tissus par les capillaires veineux puis retourne au cœur dans l oreillette droite par les veines caves. Ventricule Gauche- Aorte- TissusVeines Caves Oreillette Droite 16 / 26

17 III - L'oreille 1. Définition : A quoi sert l Oreille? 2. Objectifs de ce cours. A quoi tout cela va me servir en plongée? 3. Anatomie de l Oreille 4. Mécanisme de l Oreille 5. Manœuvre d équilibrage de l Oreille 17 / 26

18 L Oreille Définitions : L Oreille est le siège de l audition, ainsi que de l équilibre. Elle est très sensible aux variations de pressions de part l élasticité du tympan et le volume quasi clos de l oreille moyenne. Objectifs : Mieux comprendre les mécanismes des variations de pressions et ses conséquences sur le plongeur. A quoi cela va me servir : Ce chapitre permettra de mieux appréhender les cours à venir sur les accidents de plongée impliquant l oreille. Notamment les barotraumatismes de l oreille. 18 / 26

19 L Oreille Les Oreilles : 19 / 26

20 L Oreille Anatomie: Il y a 3 zones distinctes dans l oreille : L oreille externe : Elle conduit les sons de l extérieur vers le tympan. L Oreille Moyenne (derrière le tympan), qui amplifie la vibration des sons. L oreille Interne qui est le siège de l équilibre et de la transmission des sons vers le cerveau via le nerf auditif. La cavité d air est l oreille moyenne qui est relié à la sphère ORL par la trompe d eustache qui reste fermée au repos. C est par cette trompe d Eustache que le plongeur pourra réaliser l équilibrage des oreilles. 20 / 26

21 L Oreille 21 / 26

22 L Oreille Mécanismes: L oreille moyenne située juste derrière le tympan est une cavité d air. Elle est reliée à la sphère ORL par la trompe d Eustache. En surface, il y a équilibre des pressions de chaque côté du tympan. En descendant, la pression de l eau augmente, et rentre dans l oreille externe et appuie sur le tympan. De l autre côté du tympan, l oreille moyenne reste à pression ambiante. Il y a donc une différence de pression entre les 2 côtés du tympan. Le tympan sera alors déformé vers l intérieur et sera d autant plus douloureux que la différence de pression sera forte. On va alors ressentir une gène dans l Oreille, puis une douleur de plus en plus importante. C est pourquoi il est primordiale d équilibrer les oreilles dés que l on a le tête sous l eau, sans attendre de ressentir une douleur, et très fréquemment à la descente. La manœuvre d équilibrage devra se faire en douceur, à la descente uniquement (jamais à la remontée). 22 / 26

23 L Oreille 23 / 26

24 L Oreille Maneuvre d équilibrage des oreilles : Il faut «envoyer» de l air dans l oreille moyenne au travers de la trompe d Eustache afin d équilibrer à nouveau les pressions de chaque côté du tympan. Il existe plusieurs manœuvres d équilibrage des oreilles: Vasalva : bouche fermée, nez pincé, on crée une légère surpression dans la sphère ORL en BTV (Béance Tubulaire Volontaire) : contrôle des muscles ouvrant la trompe d Eustache. C est Déglutition : On avale sa salive. C est facile, mais pas toujours efficace. Non traumatisante Manoeuvre de Frentzel : nez pincé, bouche fermée, surpression par un coup de langue vers essayant de souffler. C est la plus simple, mais la plus traumatisante. A faire très doucement pour éviter un brusque claquement du tympan qui peut être traumatisant. le mouvement fait lors du début d un bâillement, mais sans ouvrir la bouche. plus complexe mais non traumatisante. Nécessite un entrainement au sec, avant de le réussir dans l eau. l arrière, sans souffler. 24 / 26

25 L Oreille A la remontée : A la remontée, l air va ressortir naturellement de l oreille moyenne par la trompe d Eustache. Si la trompe d Eustache est bouchée par des mucosités, l air ne pouvant pas ressortir, la pression de l oreille moyenne ne baissera pas, tandis que celle de l oreille externe (la pression ambiante) diminuera. Il y aura donc une différence de pression entre les 2 côtés du tympan. Le tympan sera déformé vers l extérieur. Il ne faut surtout pas faire de manœuvre de Vasalva qui augmenterait encore plus la pression de l oreille moyenne. Dans ce cas il est conseillé de faire une manoeuvre de Toynbee qui est un vaslva inversé (en inspirant). 25 / 26

26 Résumé & conclusion Un minimum de connaissance physiologique est utile à la bonne compréhension du mécanisme des accidents de plongée. Cela permet de mieux les éviter et les prévenir et ainsi de prendre un maximum de plaisir en plongeant en toute sécurité. Avez-vous des question? Merci à tous! Bonnes plongées! 26 / 26