Anatomie, physiologie et physiopathologie du plongeur

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1 onitorat Fédéral 2 ème Monitorat Fédéral 2 éme degré Hendaye - juillet 2010 Anatomie, physiologie et physiopathologie du plongeur Référentiel de correction Sujet n 1 (6 points) L eau : une amie du plongeur Dans votre rôle de moniteur, vous conseillez à vos plongeurs d avoir à disposition une bouteille d eau dans le sac. Justifiez ce conseil en répondant aux questions suivantes. 1. Identifiez les phénomènes physiologiques liés à la plongée et aboutissant à une perte en eau pour le plongeur. Respiration buccale, l air n est pas humidifié par le mucus des narines. Diurèse d immersion Diurèse due au froid 2. Explicitez les mécanismes physiologiques mis en œuvre. Respiration L air de la bouteille est plus sec que celui de l atmosphère puisqu une partie de sa vapeur d eau a été éliminée pendant la compression. La pression de vapeur d eau dans les alvéoles pulmonaires doit être compensée. Pour maintenir l équilibre, le sang va éliminer une partie de l eau du plasma en produisant de la vapeur d eau lors de l hématose, ce qui accroît la viscosité du sang. Diurèse d immersion Pression hydrostatique redistribution des volumes sanguins des membres inférieurs vers thorax augmentation du volume sanguin central adaptation du cœur stimulation des volorécepteurs de l oreillette droite diminution de la fréquence cardiaque (action limitée) commande nerveuse diminution de la sécrétion de l'hormone antidiurétique augmentation de la masse d'eau éliminée par les reins urine perte d eau Diurèse due au froid Stimulation des récepteurs cutanés => commande nerveuse : vasoconstriction périphérique => déplacement de la masse sanguine vers le noyau central => Perception de cette hypervolémie par les volorécepteurs de l'oreillette => commande nerveuse => diminution 1

2 de la sécrétion de l'hormone antidiurétique => augmentation de la masse d'eau éliminée par les reins. 3. Expliquez pourquoi la déshydratation peut favoriser l apparition des accidents de désaturation. Explication * Une partie de l eau ayant été éliminé du plasma, cela conduit à une moins bonne irrigation des tissus par un sang plus visqueux donc une moins bonne élimination de l azote dissous durant la plongée par un filtre pulmonaire moins efficace. Risque d ADD. * Une moins bonne circulation des microbulles dans les capillaires lors de la remontée, pouvant provoquer des manchons obturant les capillaires. Risque d ADD * Moins bonne vascularisation du muscle cardiaque par un sang plus visqueux et effort plus intense à chaque systole pour le pulser : risque d accident cardiaque ou de syncope cardioventilatoire 4. Quelles conduites préventives conseillez-vous? Préventions Sensibiliser les plongeurs sur les protections contre le froid, limiter les efforts physiques et la profondeur dans la mesure du possible. S hydrater régulièrement avant et après la plongée avec de l eau (éventuellement accompagné de solutés anti déshydratation) ou des jus de fruits en évitant les boissons alcoolisées : ceci même sans sensation de soif. Sujet n 2 (7 points) Lors d une préparation à l épreuve d apnée au N4, un de vos stagiaires qui s est hyper ventilé, remonte en surface. Il est pris de soubresauts et aurait pu se noyer si un moniteur en surface ne lui avait pas maintenu les voies aériennes hors de l eau. a) Quel accident a subi votre stagiaire? Notre stagiaire a subi une samba. (0.5 point) b) Expliquer les causes physiologiques de cet accident et en quoi se rapproche-t-il de la syncope anoxique La «samba» désigne une perte de contrôle moteur de la tête et des membres, (tremblements, convulsions ) sans perte de conscience, suivie d une récupération immédiate et sans séquelle» ou d une syncope, associée à une hypoxie plus ou moins importante. (1,5 points) La samba est due à une souffrance cérébrale en hypoxie. 2

3 Effets de l'hyperventilation sur notre réserve d'o2 : l'hyperventilation tend à rapprocher les pressions partielles des gaz alvéolaires des pressions partielles atmosphériques. La teneur en O2 augmente (100 à parfois 120 mm/hg) mais comme la saturation de l'hémoglobine du sang artériel est déjà de 97%, l'augmentation de l'o2 sanguin sera négligeable. Effets de l'hyperventilation sur notre réserve de CO2 : Les deux conséquences importantes suivantes sont attendues pour l'attribution de la totalité du point : une suppression du stimulus (CO2) d alerte respiratoire, une augmentation du ph sanguin dû à la baisse du CO2 sanguin: l'alcalose exerce une action déstabilisatrice sur les systèmes nerveux et musculaire ce qui fait apparaître des malaises et une nette diminution de la ventilation. La samba est due à une souffrance cérébrale en hypoxie. La syncope anoxique est une perte de connaissance en raison de l atteinte d un seuil d O2 trop bas. Pour ce qui est de la relation samba syncope. Il n'y a pas de passage obligé de la samba vers la syncope, la chute de PaO2 peut être très rapide (effort violent, variation de pression) et donc avoir une syncope directement... Mais on peut faire aussi une samba de quelques secondes et récupérer immédiatement... La cause physiologique est le même pour la samba et la syncope anoxique on peut avoir une samba sans syncope derrière on peut avoir une samba puis une syncope on peut avoir une syncope sans samba Tout cela dépend des individus, de leur état de fatigue, principalement de facteur «motivation» (compétition, impératif de performance, appréhension, «envie du gros poisson») Si la cause de la samba et de la syncope anoxique est connue, l impact sur l organisme de samba / syncopes à répétition est lui très mal connu (0,5 point pour les liens avec la syncope) c) A partir d un profil de plongée, expliquez pourquoi cet accident peut se produire de façon privilégiée à la remontée. Des courbes peuvent faciliter les explications. Un seuil bas de PpO2 provoque la syncope. Mais un manque d O 2 n alerte pas l organisme. En dessous d un seuil de PpO 2, la syncope est brutale sans signe précurseur. L envie de respirer et donc la rupture d apnée ne sont pas déclenchées par un seuil d O2 faible (hypoxie) mais essentiellement par un seuil élevé de CO 2 (hypercapnie) Apnée avec ventilation initiale normale A la descente : - Position tête en bas ==> Bonne irrigation du cerveau - PpO 2 et CO 2 Alvéolaire et sanguin augmentent du fait de l augmentation de pression absolue Au fond : - Position du corps horizontal voire inclinée tête en bas - Bradycardie par stimulation des centres thermorécepteurs de la face augmentant le tonus vagal - Consommation d O 2 par l organisme d où baisse de la PpO 2 3

4 - L augmentation du CO 2 sanguin est lente car les substances tampons du sang fixent la plus grande partie de ce gaz. - Le trajet du CO 2 alvéolaire s inverse (sang alvéole) du fait que la PpCO 2 des alvéoles est importante. - La PpO 2 est forte du fait de la pression absolue provocant la sensation de «bien-être» - Les réflexes respiratoires sont faussés car les poumons étaient pleins mais le volume des alvéoles a diminué sans passer par une phase d expiration. - La PpCO 2 dépasse le seuil de rupture d apnée et l apnéiste remonte. A la remontée : - Position de la tête en extension (vers la surface) entraînant un étirement des sinus carotidiens donc une baisse du flux sanguin artériel aggravé par la gravité occasionnée par la position debout. - PpO 2 alvéolaire baisse brutalement du fait de la chute de pression absolue. - La Pp CO 2 alvéolaire varie peu, pouvant même être inférieure à la valeur initiale du fait de l inversion de diffusion. Apnée avec hyperventilation en surface L hyperventilation volontaire est une technique permettant non pas d augmenter les apports en O2 mais de diminuer les réserves de CO 2 ventilation permet de passer de 40mm Hg à 15mm Hg de PpCO 2 entraînant ainsi un retard important dans le déclenchement du réflexe inspiratoire. L hyperventilation augmente très peu la PpO 2 alvélolaire.car l hémoglobine transporteur principal de l O2 est déjà quasi saturée. Soit au fond la PpO 2 passe sous le seuil de syncope anoxique avant que la PpCO 2 passe au dessus du seuil de rupture de l apnée. Soit plus généralement au cours de la remontée, la baisse de la pression absolue entraine une baisse brutale de la PpO 2 en dessous du seuil de syncope avant que la PpCO 2 ait atteint le seuil de rupture d apnée d autant plus que la PpCO 2 baissera en raison de la baisse de la Pabs - PpO 2 alvéolaire baisse brutalement du fait de la chute de pression absolue. - La PpO 2 sanguine peut chuter en dessous des 30mm Hg de l anoxie avant que la PpCO 2 ne dépasse le seuil de rupture d apnée. Apnée normale sans hyperventilation 4

5 syncope PaCO2 rupture apnée Profil plongée PaO Apnée avec syncope anoxique au fond syncope PaCO2 rupture apnée Profil plongée PaO

6 Apnée avec syncope anoxique à la remontée syncope PaCO2 rupture apnée Profil plongée PaO d) Quelles préventions ou conseils pouvez-vous donner à des apnéistes pour réduire le risque d apparition de cet accident? Ne pas pratiquer l hyperventilation : la règle doit également être proscrite car elle ne se justifie pas dans les performances attendues et que la forme du moment est très variable. (0,5 point) Assurer des périodes de récupération entre chaque apnée supérieur à 3 fois le temps des apnées. Ne pas pratiquer l apnée seul. Pas d apnée statique au fond. Pas de lâcher d air pendant l apnée. Entrainement régulier et progressif Se relaxer avant une apnée. Avoir un lestage permettant une flottabilité positive dans les derniers mètres (la moitié de la profondeur max et en tout cas les 6 dernier mètres). Ne pas aller au-delà de ses limites : profondeur, temps, efforts, Pour les autres items que l hyperventilation e) Précisez l organisation mise en place et les consignes de sécurité données aux stagiaires pour éviter cet accident lors de l épreuve d apnée au N4 ou au MF2. (Recommandations proches des règlements de la commission apnée)? Attente vis-à-vis du stagiaire Pendant un examen, à l issue d une apnée, le candidat doit : Faire le signe OK Articuler distinctement son nom. Rester à la disposition du jury durant 30 secondes. (1,5 point) 6

7 A titre d exemple, le règlement des épreuves de la commission apnée stipule ce qui suit : Sans aucune incitation de la part du jury ou des officiels, l athlète, à la fin de sa performance, doit, dans un délai maximum de 15 secondes, enlever son masque ou ses lunettes et/ou pince nez, et signaler au jury qu il va bien en prononçant distinctement la phrase «tout va bien» et en faisant le signe «OK» ; A défaut de respecter cette procédure dans son intégralité l athlète est disqualifié pour l épreuve. Sécurité mise en place Un moniteur équipé d un bloc à mi profondeur qui «suit le stagiaire» en apnée dans les derniers mètres de la remontée. Un moniteur en surface capable de soutenir l apnéiste en cas d accident, capable de lui réaliser une insufflation par le nez bouche obstruée par la main du moniteur. Le rôle premier de la sécu surface est d'éviter la noyade (maintien des voies ariennes hors de l'eau), il va pouvoir limiter les efforts physiques de la personne, lui souffler dans le nez pour accélérer la reprise de la ventilation. Il ne peut pas réellement «empêcher» la survenue d'une syncope après une samba si la dette en oxygène était trop forte. Avoir un point fixe à disposition du stagiaire, sur lequel il doit impérativement faire le protocole. Sujet n 3 (7 points) Le froid est un facteur favorisant pour plusieurs accidents. a) Citez les différents modes d échanges thermiques. En plongée lesquels sont mis en œuvre? L homme échange des calories par rayonnement, conduction, convection, évaporation par la peau ou la respiration? Dans l eau, ce sont principalement la conduction, convection et la perte de chaleur par évaporation par la respiratoire qui deviennent prépondérant. L eau étant beaucoup plus conducteur de la chaleur (24 fois) que l air (le meilleur isolant), les pertes de chaleur sont beaucoup plus importantes dans l eau. b) Décrivez les réactions physiologiques de l organisme confronté à une baisse de la température? Par limitation des pertes Vasoconstriction périphérique pour préserver les organes vitaux. Cette vasoconstriction entraîne une augmentation de la diurèse par augmentation de la quantité de sang filtrée par les reins, par inhibition de l hormone antidiurétique et sécrétion d hormones augmentant la diurèse grâce à des volorécepteurs situés dans l oreillette L excès de volume au niveau du cœur entraîne la libération d hormones (substances chimiques) augmentant la formation d urine (la diurèse due au froid). Par augmentation de la production de chaleur Augmentation du métabolisme cellulaire, augmentation des apports aux tissus avec accélération de la fréquence cardiaque et de la fréquence ventilatoire. Contractions musculaires, tremblements, frissons. Chair de poule (horripilation des poils). (2,5 points) 7

8 c) Quels sont les signes avant-coureurs observables chez les plongeurs permettant à vos stagiaires pédagogiques et à vos guides de palanquées d anticiper les problèmes résultant du froid. Augmentation de la ventilation et de la respiration, diminution de l'attention, fatigue, tendance à l'essoufflement, désintéressement de la plongée. d) Expliquez pourquoi et comment la plongée jeune doit particulièrement tenir compte de la température de l eau? Comparé à un adulte, l enfant a une surface corporelle plus grande par rapport à sa masse, ce qui augmente sa déperdition calorifique. C est pourquoi le bilan thermique devient plus facilement défavorable dans une eau < 34 C chez l enfant que chez l adulte. (0,5 point) La pratique de l'activité est prohibée lorsque la température de l'eau est inférieure à 12 degrés. Lorsque la température de l'eau est inférieure à 23 C la durée de la plongée ne doit pas excéder 25 minutes. Jusqu'à l'âge de 12 ans, le jeune plongeur n'effectue qu'une plongée par jour. (2 points) 8