Anatomie et physiologie du plongeur Claude DUBOC

Quelques précisions concernant l'anatomie Trachée ZOOM SUR LE LOBULE PULMONAIRE Lobule Poumon droit Bronche Artère pulmonaire Veine pulmonaire Coeur Plèvres Diaphragme

Le lobule pulmonaire Alvéole Bronchiole Artériole ZOOM Veinule

L'alvéole AIR SP SP Air alvéolaire Artériole ZOOM Barrière alvéolo capillaire Veinule Capillaire AIR SP Cellule Capillaire Surfactant SP

Les volumes pulmonaires Expiration calme : Relâchement du diaphragme Inspiration calme : abaissement du diaphragme Volume courant = 0.5 L Muscles releveurs Inspiration forcée : Abaissement du diaph. + muscles releveurs Volume de réserve inspiratoire = 2.5 L Diaphragme Muscles abaisseurs Expiration forcée : Relâchement du diaph. + muscles abaisseurs Volume de réserve expiratoire = 1.5 L Volume résiduel = 1.5 L. Espace mort = 0.2 L

Volumes pulmonaires : Soufflet et pneumogramme

L'anatomie du cœur : les notions de base Carotide droite Artère pulmonaire Veine cave sup Oreillette droite Veine cave inf Clapet "antiretour" Ventricule droit Carotide gauche Aorte Veine pulmonaire Oreillette gauche Ventricule gauche Muscle cardiaque Cloison interventriculaire

La circulation vers le cerveau : la grande circulation Capillaires cérébraux A V Le sinus carotidien : Siège des barorécepteurs et des chémorécepteurs On peut également placer sur ce schéma le trajet des bulles d'air générées par la surpression pulmonaire V V

Synthèse : Petite et grande circulation. Capillaires pulmonaires : Hématose Artères pulmonaires Veines pulmonaires Aorte Cœur droit Cœur gauche Veine cave Intestin Foie Capillaires de tous les organes : Myocarde, muscles, cerveau : Respiration Petite circulation Grande circulation

La révolution cardiaque Systole auriculaire Passage du sang dans les ventricules Systole ventriculaire Passage du sang dans les Artères. Diastole générale : Admission du sang Dans les oreillettes Expulsion du sang Suivie de la fermeture Des valvules : 2ème bruit du coeur Systole ventriculaire: Fermeture des valvules 1er bruit du coeur

Le foramen ovale perméable : Le FOP L'immersion fait augmenter la pression dans l'oreillette droite, donc un simple effort, ou un valsalva suffiront à ouvrir ce "clapet" et des bulles peuvent passer dans la circulation systémique. Environ 30% des sujets ont un foramen ovale plus ou moins perméable. La détection se fait par ETO ou par écho doppler transcrânien.

Les échanges gazeux alvéolaires Pressions partielles dans les différents compartiments impliqués dans les échanges gazeux Valeurs en mm de Hg Air inspiré Air expiré Air alvéolaire Sang hématosé Sang non hématosé O2 159 122 100 40 CO2 0,2 33 47 H2O variable N2 601 559 573 Ces valeurs sont arrondies, elles peuvent légèrement différer d'un auteur à un autre Elles sont exprimées en mm de Hg bien que cette unité soit "démodée"

La première étape : les échanges entre l'air inspiré et l'air alvéolaire Expiration Début d'inspiration AI EM Alvéole Inspiration CO2 O2 AE Fin d'inspiration

La seconde étape : les échanges entre l'air alvéolaire et le sang Air expiré O2 122 CO2 33 Cette PP est constante quelque soit la profondeur Artériole Veinule O2 100 O2 40 CO2 40 CO2 47

Explication : La Pp de CO2 est constante quelque soit la profondeur Il ne peut en être autrement : Le gradient d'élimination n'est que de 7 mm de Hg et si elle augmentait, alors la plongée serait impossible Une alvéole en surface : Pabs = 1 bar N2 O2 CO2 Cette alvéole est descendue à 10 m soit 2 b Pp = 1 x 5% = 2 x 2,5% = Constante Cette molécule de CO2 représente 1/20 des molécules soit ~5% Elle provient du métabolisme La production de CO2 endogène n'a pas augmenté. Cette molécule représente maintenant 1/40 des présentes soit ~2,5 %

Le problème est inversé en altitude Le CO2 est donc bien constant si on considère la Pression partielle. En profondeur le % de CO2 diminue En altitude il augmente L' alvéole en altitude : Pabs = 0,5 bar N2 O2 CO2 Monsieur Bülhman calcule donc les corrections des plongées en altitude en utilisant la composition de l'air alvéolaire et non en considérant celle de l'air atmosphérique. On constate qu'il reste moins d'azote que prévu La quantité de CO2 produite reste identique. Ce CO2 ne représente plus que 1/10 des molécules soit 10 %

Cette propriété permet d'expliquer l'essoufflement Augmentation de la production de CO2 Faible augmentation du CO2 sanguin Régulation insuffisante Augmentation du CO2 alvéolaire Diminution du gradient d'élimination Hypercapnie progressive Stimulation du centre bulbaire inspirateur Inefficacité : ventilation superficielle Stimulation des systèmes de régulation Détresse ventilatoire Augmentation de la ventilation Et de la circulation Efficacité : CO2 maintenu constant : OK

Le transport des gaz respiratoires par le sang Le transport de l'O2 L'O2 est à 98 % transporté par les molécules d'hémoglobine contenues dans les hématies Globine (protéine) Groupement hème Fe 2+ L'O2 se fixe sur le fer du groupement hème Le CO2 transporté par l'hémoglobine se fixe sur la globine

Le transport des gaz respiratoires par le sang L'O2 fixé en fonction de la pression partielle 100 % % O2 transporté Pp d'O2 100 mm de Hg

Le transport des gaz respiratoires par le sang Le transport du CO2 Hématies Plasma CO2 dissous ~2 % CO2 combiné ~ 25,5 % (bicarbonates) CO2 sur la globine ~7,5 % Total ~35 % CO2 dissous ~3 % CO2 combiné ~62 % (bicarbonates) Total ~ 65 % NB : Les valeurs données sont arrondies

Conséquence : les effets de l'hyperventilation L'hyperventilation fait diminuer la quantité de CO2 dans l'air alvolaire. Son intervention participant au déclenchement dans la rupture d'apnée est donc retardée Le CO2 sanguin est donc en diminution Mais l'hyperventilation ne fait pas augmenter la quantité d'O2 apportée au cerveau Car l'hémoglobine est déjà quasiment saturée L'hyperventilation augmente donc considérablement le risque d'apparition de la syncope anoxique

Le risque de syncope anoxique Pp dans l'air alvéolaire Temps CO2 = rupture de l'apnée 40 mm Hg Apnée normale Descente Séjour au fond Remontée Normoxie 100 mm Hg Hypoxie CO2 O2 Hyperventilation Prolongation de l'apnée Anoxie

The end Bonnes plongées