PHYSIOLOGIE CIRCULATION - VENTILATION P.UBRICH 18/01/2017

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1 PHYSIOLOGIE CIRCULATION - VENTILATION P.UBRICH 18/01/2017

2 INTRODUCTION - compréhension des modifications de la physiologie cardiovasculaire et ventilatoire liées à l immersion et des conséquences qui en découlent - comprendre et de prévenir les accidents

3 SYSTEME CARDIO-VASCULAIRE Est composé: - du coeur - des vaisseaux qui constituent un réseau - d un transporteur, le sang qui circule dans ce réseau

4 LE COEUR Constitué d un muscle creux délimitant 4 cavités: - les oreillettes droite et gauche - les ventricules droit et gauche délimitant sur le plan physiologique un coeur droit et un coeur gauche, séparés sur le plan anatomique par le septum interauriculaire et le septum interventriculaire ce muscle se contracte de façon automatique et joue le rôle d une pompe

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7 LE COEUR Pour que la circulation soit unidirectionnelle, entre les cavités il existe des clapets anti-retour, les valves: - à droite, la valve tricuspide entre OD et VD, la valve pulmonaire entre VD et le tronc de l artère pulmonaire - à gauche, la valve mitrale entre OG et VG, la valve aortique entre VG et l aorte

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9 LE COEUR Au niveau de OD arrivent les 2 veines caves et le VD se déverse dans le tronc de l artère pulmonaire à gauche, dans l OG se jettent les 4 veines pulmonaires, le VG se vidange dans l aorte

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11 LE COEUR Notion de cycle cardiaque: alternativement, oreillettes et ventricules se contractent et se vident; c est la systole puis, oreillettes et ventricules se remplissent suite au relachement du muscle cardiaque ou myocarde: c est la diastole Cette séquence systole/diastole définit le cycle cardiaque la fréquence et la force de contraction sont régulées par le système nerveux autonome, permettant d adapter le débit cardiaque aux besoins, par exemple à l effort

12 FORAMEN OVALE avant la naissance les poumons ne sont pas fonctionnels et, de ce fait, le VD ne peut pas envoyer le sang dans l artère pulmonaire. Il existe un passage entre OD et OG au travers du septum interauriculaire: le foramen ovale À la naissance, un clapet situé dans l OG, va venir recouvrir ce foramen ovale et le fermer. Dans les semaines suivant la naissance il va se souder. Chez environ 25 à 30% des gens il ne se soude jamais et dans certaines circonstances va pouvoir se ré-ouvrir; on parle alors de foramen ovale perméable ( FOP )

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14 FORAMEN OVALE PERMEABLE ( FOP ) Une augmentation de la pression intra thoracique comme lors d un effort en apnée, une manoeuvre de Valsalva à la remontée, le gonflage du gilet à la bouche va ré-ouvrir le FOP. Il est alors possible, même si on a respecté les procédures de décompression, que des microbulles passent directement dans l OG puis le VG et l aorte et gagner par exemple la circulation cérébrale et entrainer l apparition de signes neurologiques

15 LE COEUR EN PLONGEE L immersion a plusieurs conséquences sur le coeur: - modification de la répartition de la masse sanguine suite à l augmention de la pression hydrostatique responsable d une augmentation du retour veineux cave ( bloodshift ) - cette augmentation du retour veineux cave entraine une diminution de la fréquence cardiaque ou bradycardie et parallèlement une augmentation du volume sanguin éjecté à chaque systole ou volume d éjection systolique

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17 LE COEUR EN PLONGEE de ces faits, l immersion s accompagne d une augmentation du débit cardiaque et par conséquent des débits et de la pression artérielle au niveau des organes dont les reins. Ceci entraine une augmentation de la diurèse; c est l un des mécanisme de la diurèse d immersion cette augmentation du débit va être transitoire ( moins de 10mn ) car l augmentation du volume sanguin intra cardiaque stimule la sécrétion d une hormone qui va favoriser la diurèse afin de réduire ce volume; c est l autre mécanisme de la diurèse d immersion

18 LE CŒUR EN PLONGEE La modification de la distribution de la masse sanguine avec afflux de sang vers les poumons lors de l immersion va entrainer une diminution des volumes pulmonaire. Ceci explique pourquoi dans les premiers instants suivant l immersion on ressent une petite gène respiratoire. Pour éviter cette sensation il est utile de rester quelques instants en surface avant de s immerger totalement. En effet le bloodshift se fait alors en deux étapes atténuant voire éliminant cette gène respiratoire car le cœur a le temps de mettre en place ses mécanismes de compensation

19 LE COEUR EN PLONGEE En cas d effort, l organisme adapte le débit sanguin en augmentant la fréquence cardiaque. Les causes d effort sont nombreuses en plongée, en premier lieu, l augmentation du travail respiratoire et la lutte contre le froid. Le coeur est à même de supporter ce travail supplémentaire, mais dans certaines circonstances favorisantes ( efforts intenses, stress important, maladies cardiaques pré-existantes, ) ou non il peut ne plus l être et entrainer une gène respiratoire: l oedème pulmonaire aigu ( oedème pulmonaire d immersion )

20 OEDEME PULMONAIRE D IMMERSION ( OPI ) Comme on vient de le voir, l immersion entraine des adaptations cardiaques. Dans un certain nombre de cas, plus ou moins bien expliqués peut survenir un oedème pulmonaire d immersion. La pompe cardiaque s engorge ce qui entraine une accumulation de sang dans les capillaires pulmonaires et un passage sanguin des capillaires vers les alvéoles pulmonaires. Ceci entraine une gène respiratoire plus ou moins sévère, qui en général s aggrave à la remontée, et s accompagne de toux et d une expectoration mousseuse rosée

21 OEDEME PULMONAIRE D IMMERSION Est favorisé par: - le stress, - le froid, - les efforts inspiratoires importants en cas de détendeurs mal réglés ou parfois de recycleurs - dans deux tiers des cas on retrouve une maladie cardiaque ( myocardiopathie ou valvulopathie ) Régresse souvent spontanément, ou sous traitement médical mais récidive dans 25% des cas posant la question de la reprise de l activité plongée

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24 LES VAISSEAUX le réseau vasculaire est composé par: - les artères: Ce sont les vaisseaux qui partent du coeur. Plus elles sont loin du coeur, plus leur calibre est petit. Les plus petites sont appelées artérioles. La paroi des artères contient des fibres musculaires ce qui permet de faire varier le calibre. Quand il augmente on parle de vasodilatation et inversement s il diminue de vasoconstriction. Ceci est régulé par le système nerveux autonome

25 LES VAISSEAUX - les veines: Elles retournent au coeur. Les plus fines sont appelées veinules Toutes celles provenant de la partie inférieures du corps renferment des valvules pour empêcher le sang de stagner dans les membres inférieurs suite à l action de la gravité. Leur paroi est beaucoup plus souple que celle des artères et de ce fait, lors de l immersion elles sont comprimées et le sang est chassé vers le noyau central

26 LES VAISSEAUX faisant suite aux artérioles on décrit les capillaires. C est à ce niveau que se font les échanges avec les tissus, notamment les échanges gazeux qui nous imposent nos conduites en plongée ainsi que les procédures de remontée. Les capillaires vont former les veinules

27 LES VAISSEAUX Le versant interne de la paroi des vaisseaux est tapissée par un endothélium. Cet endothélium est constitué par la juxtaposition de cellules comme les pavés sur une route. La paroi des vaisseaux n est donc pas lisse mais présente de nombreuses irrégularités. Lorsque le flux sanguin rencontre des bifurcations ou au niveau des valves cardiaques, apparaissent des phénomènes de cavitation ou de tribonucléation avec formation de gaz nucléï formés de noyaux de CO2

28 LES VAISSEAUX Ces gaz nucléï, microscopiques, vont se coincer dans les creux entre les cellules endothéliales et lors de la phase de désaturation vont être alimentés par l azote dissous qui, à leur contact, repasse sous forme gazeuse et va former les microbulles voire les manchons gazeux responsables des ADD Des études sont en cours pour voire comment diminuer ces gaz nucléï mais, à ce jour, rien n est encore validé

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30 LE SANG Circule dans les vaisseaux grace aux contractions de la pompe cardiaque. Le sang joue le rôle de transporteur. Est composé d eau ( plasma ) dans laquelle sont en solution un certain nombre de substances ( nutriments, minéraux, protéïnes, hormones, dechets et gaz dont l oxygène, le gaz carbonique et l azote) Contient également les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes

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32 LES GLOBULES ROUGES Participent au transport de l oxygène Ils contiennent une molécule composée d une protéïne la globine sur laquelle sont fixés des atomes de fer, les hèmes. L ensemble constitue l hémoglobine L oxygène se fixe sur les hèmes au niveau des alvéoles pulmonaires et est transporté jusqu aux tissus où il est libéré et diffuse dans les cellules

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34 LES GLOBULES BLANCS ET LES PLAQUETTES Les globules blancs participent à la défense de l organisme contre les infections Les plaquettes ont un rôle prépondérant dans la coagulation

35 LE TRANSPORT DES GAZ EN SURFACE L oxygène est presque exclusivement combiné à l hémoglobine qui est saturée à 98%. Seul 2% de l oxygène est dissout dans le plasma Le gaz carbonique, produit par les cellules, est transporté sous trois formes: - sous forme de bicarbonates à 87% - fixé sur l hémoglobine pour 8% mais sur un autre site que l oxygène - dissous dans le plasma pour les 5% restants L azote est transporté uniquement sous forme dissoute

36 LE TRANSPORT DES GAZ EN PLONGEE L oxygène, du fait de la profondeur entrainant une augmentation de la PpO2, va saturer l hémoglobine à 100% puis augmenter sa fraction dissoute à la descente et, inversement, cette dernière va rediminuer à la remontée. l azote voit également voir sa quantité dissoute augmenter à la descente ( augmentation de la PpN2 ) et rebaisser à la remontée. Ceci impose le respect des vitesses de remontée et des procédures de décompression Le gaz carbonique ne voit pas sa Pp varier avec la profondeur car n existant qu à l état de trace dans l air inspiré, la PpCO2 est uniquement liée à la production de CO2 par les cellules et cette production est stable quelle que soit la valeur de la pression ambiante

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38 LA CIRCULATION On décrit deux circulations: - la petite circulation: elle est composée du coeur droit ( OD + VD ), des artères pulmonaires, des artèrioles pulmonaires, des capillaires pulmonaires, des veinules et des veines pulmonaires - la grande circulation: comprend le coeur gauche, l aorte et toutes les artères, artérioles, capillaires à destination de tous les organes et tissus ainsi que les veinules, veines et les veines cave l ensemble constitue la circulation générale

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41 CONCLUSION la connaissance de l anatomie et des mécanismes de fonctionnement de l appareil cardio-circulatoire doit vous permettre de comprendre, d expliquer les adaptations lors de l immersion et d adapter vos comportements afin de prévenir la survenue d accident maintenant on va voir ensemble la ventilation puis les échanges gazeux

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