physiologie 1/ lappareil cardio-vasculaire 2/ lappareil respiratoire …et la plongee
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PHYSIOLOGIE
1/ L’APPAREIL CARDIO-VASCULAIRE
2/ L’APPAREIL RESPIRATOIRE
…ET LA PLONGEE
PHYSIOLOGIE
1/ L’APPAREIL CARDIO-VASCULAIRE
Bloc ; Détendeur
Voies aériennes supérieures
Échanges gazeux - Voies aériennes inférieures - poumons
Système circulatoire Échanges gazeux Tissus
Airinspiré
N2: 80%O2: 20%
-Air expiré: 80% N2; 16% O2 4% CO2
APPAREIL CARDIO-
VASCULAIRE
APPAREIL VENTILATOIRE
APPAREIL VENTILATOIRE
Trajet de l’air et ses composants :
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
L’APPAREIL CARDIO-VASCULAIRE & LA PLONGEE - PLAN
* Rappels
* Appareil circulatoire- Rôle- Grande & petite circulation- Le sang- Les vaisseaux sanguins- Transport sanguin
* Les échanges gazeux
* Le coeur - Anatomie - Physiologie et
fonctionnement - Régulation * Système cardio-vasculaire et
plongée - Aéro-embolie - Choc thermo différentiel - FOP - Déshydratation - Froid
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Rappels 1/3
* Air : composition, pression partielle, volume (Dalton, Mariotte)
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• Rôle: essentiel à la vie
=> Distribution de l’oxygène et des nutriments=> Élimine le gaz carbonique et des déchets
• Composition :
=> Sang=> Vaisseaux sanguins=> Cœur
Appareil circulatoire
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La circulation 1/3
Petite circulation(oxygénation du sang)
Capillaires pulmonaires
Grande circulation(oxygénation des tissus)
Grande circulation
(oxygénation du cerveau)
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La circulation 2/3
La petite circulation – La circulation pulmonaire
•Oxygénation du sang
•Hématose :
L’ensemble des échangesalvéo-capillairespermettant l’apport d’oxygène au sang et l’élimination du gaz carboniqueproduit par les cellules.
Sang hématosé : riche en oxygène
Veines caves
Artère pulmonaire
Veine pulmonaire
•En plongée :
Intervention de l’azote
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* véhicule du sang riche en O2 vers les tissus;
* débarrasse les déchets de l’organisme;
La circulation 3/3
La grande circulation – La circulation générale (systémique)
•En plongée :
Intervention de l’azote
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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* Définition :
=> liquide visqueux, opaque et salé de couleur rouge => composé de cellules ou globules (45%) et plasma=> la masse sanguine ≈ 8% du poids du corps (6 litres chez une personne de 80Kg)
* Rôle :
=> Transporteur : nutriments, hydratation, anticorps, gaz => Évacue les déchets vers les poumons, les reins, la peau
Le sang 1/2
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Le sang 2/2Composition :
* Plasma * 50%H2O
* Globules rouges : •transport d’O2 et CO2 (l’hémoglobine Fe)•4 à 5 millions/mm3•agrégation en présence d’N2
* Globules blancs : •défense (virus, bactéries, corps étrangers,..)•7000 à 8000/mm3
* Plaquettes :•essentielles à la coagulation•200 à 400000/mm3
* Gaz (O2, N2, CO2), hormones, sels minéraux
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Vaisseaux sanguins 1/1
Les artères (aorte : 2,5 cm)
•canalisation souples (régulation : vaso constriction et dilatation)•transportent le sang du cœur vers l’extérieur et les veines de l’extérieur vers le cœur•pression plus élevée•artérioles
Les veines
•veinules•canalisations semi-rigides•transportent le sans vers le cœur•valvules anti retour et contractions musculaires
Les capillaires :
•extrêmement fines•échange entre le sang et les cellules
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• MODES DE TRANSPORT DES GAZ :
- L’oxygène O2 :
* Composé instable de couleur rouge vif* Principalement combiné à l’hémoglobine - 98% sous forme d’oxyhémoglobine :
Hb + O2 => HbO2 * 2% dissout (En plongée la forme dissoute augmente)
Chaque globule rouge contient 280 millions de molécules d’hémoglobines GLOBINE Hème (fer)
fixent l’O2O2
Transport sanguin 1/2
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- Le dioxyde de carbone CO2 : * composé instable de couleur rouge sombre* 87% sous forme de bicarbonates
CO2 + H2O = H2CO3 = H+ (ion acide) et HCO3- (ion bicarbonate)* 8% combiné à l’hémoglobine
Hb + CO2 => HbCO2 ( carbohémoglobine )* 5% dissous dans le plasma
- Le monoxyde de carbone CO :
* composé stable qui se fixe sur l’hémoglobine Affinité 200 fois plus importante pour le CO que pour l’O2 Hb + CO => HbCO ( carboxyhémoglobine )
En cas d’intoxication au CO : Traitement O2 hyperbare
- L’azote N2 : * entièrement dissout dans le plasma* gaz neutre : PpN2 (alvéolaire) = PpN2 (tissulaire)
Transport sanguin 2/2
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
PlanPlan
* Le coeur - Anatomie - Physiologie et fonctionnement - Régulation
* Système cardio-vasculaire et plongée - Aéro-embolie - Choc thermo différentiel - FOP - Déshydratation - Froid
Le cœur – Anatomie 1/3Le cœur – Anatomie 1/3
La paroi du cœur est composé de 3 tuniques:
* l’endocarde : mince membrane qui tapissela face interne des 4 cavités cardiaques
* Le myocarde : tissu musculaire du cœur, mince au niveau des oreillettesépais au niveau ventriculaire.
* Le péricarde : enveloppe externe du cœur constituée de deux feuillets
L’un viscéral adhérant au myocardeL’autre pariétal (l’épicarde)
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Le cœur – Anatomie 2/3Le cœur – Anatomie 2/3
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plongée/BSC/TL
Le cœur – Anatomie 3/3Le cœur – Anatomie 3/3
* Innervation: 2 circuits de commande
- commande réflexe: Noyau sinusal: Keith et Flack Noyau septal: Aschoff et Tawara Faisceau de His
- commande automatique: Adaptation du rythme cardiaque en fonction des stimulus externes
* Vascularisation - les coronaires (veines et artères)
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Le cœur – Physiologie et fonctionnement Le cœur – Physiologie et fonctionnement 1/31/3
La révolution cardiaque mouvement cyclique en 3 temps:
- Systole auriculaire: contraction des 2 oreillettes - Systole ventriculaire: contraction des 2 ventricules - Diastole: temps de repos 60%
1 - remplissage des oreillettes : veines caves & pulmonaire (diastole)2 - contraction des oreillettes (systole auriculaire) ouverture des valvules auriculo-ventriculaires remplissage des ventricules 3 - contraction des ventricules (systole ventriculaire) ouverture des valvules semi-lunaires éjection dans les artères (aorte) (diastole)
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Le cœur – Physiologie et fonctionnement 2/3Le cœur – Physiologie et fonctionnement 2/3
3 2
1
Systole auriculaireSystole ventriculaire
DiastoleDiastole
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Le cœur – Physiologie et fonctionnement 3/3Le cœur – Physiologie et fonctionnement 3/3
Les manifestations de l’activité cardiaque
Mécanique
* le pouls – onde de choque provoquée par chaque systole40-80 battements/minute au repos
Phonique
* TOUM* TA
Électrique
* l’électrocardiogramme
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Le cœur – Régulation 1/3Le cœur – Régulation 1/3
Régulation intrinsèque: fonctionnement normal permanent
cellules nerveuses spécialisées générant des impulsions excitatrices du myocarde :
* le noyau sinusal: fréquence 120/130 par minute
* le noyau septal: fréquence 40 à 60 par minute
* le faisceau HIS: fréquence 25 à 35 par minute
Fréquence résultante: équilibre entreces trois centres excitateurs40-80 battements /minute
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Le cœur – Régulation 2/3Le cœur – Régulation 2/3
Régulation automatique :adaptation du débit sanguin aux besoins du moment.
intensité à l’effort, émotion, stress, âge, sexe, entraînement …
* capteurs- osmo récepteurs (concentration sanguine mesurée dans l’hypothalamus)- baro récepteurs (crosse aortique – sinus carotidien)- volo récepteurs (paroi de l’oreillette droite)- chémo récepteurs (tension en O2, CO2, acidité, ions….)
* transmission aux centres d’analyse et de décision
* effets : modification de- la fréquence- la pression artérielle- la résistance du réseau sanguin (dilatation ou constriction)
Comment? - voie orthosympathique (accélération - noradrénaline)- voie parasympathique (ralentissement - acétylcholine)
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Le cœur – Régulation 3/3Le cœur – Régulation 3/3
La pression artérielle (PA)
pression exercée par le sang sur les parois artérielles = directement issue de la contraction systolique du myocarde
On mesure :
* la pression totale au moment de la systole ventriculaire (PA max)
* la pression en phase de diastole (repos) liée au volume sanguin et au volume des vaisseaux (PA min)
* la différence entre les deux exprime la pression dynamique fournie par la pompe cardiaque; écart normal = 4-5
Ex. : 12-812 = pression max, qualité de la systole ventriculaire8 = pression min, qualité de la diastole
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 1/8Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 1/8
L’AERO-EMBOLIE
Mécanisme : * passage de bulles d’air dans le circuit sanguin
* bouchon dans les coronaires
* perturbation ou lésion du myocarde
Symptôme : * douleur cardiaque
* arrêt cardiaque
Conséquences d’une SP ou ADD (…à suivre cours suivants)
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 2/8Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 2/8
LE CHOC THERMO-DIFFERENTIEL CARDIAQUE
Causes : * plongeur ayant un rythme cardiaque lent* mise à l’eau
Mécanisme : * contact de l’eau fraîche sur le visage * diminution du rythme cardiaque (réflexe de bradycardie) compensée normalement après quelques minutes* défaut d’irrigation cérébrale
Symptôme: * perte de connaissance
Guide de palanquée
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 3/8Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 3/8
FORAMEN OVALE PERMEABLE (FOP) 1/2
Définition :
* trou entre les 2 oreillettes communication inter auriculaire ou shunt entre les 2 oreillettes
* poumons inactifs chez l’embryon Trou ouvert pour court-circuiter les échanges gazeux pulmonaires assurés par la mère
* à la naissance acquisition de la respiration, modification des gradients de pression cœur gauche/cœur droit, fermeture du clapet
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 4/8Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 4/8
FORAMEN OVALE PERMEABLE 2/2
Causes : * perméabilité du foramen ovale dû à une hyperpression
sanguine * attention aux bulles silencieuses
Mécanisme : * le sang veineux passe directement dans le sang artériel en évitant les échanges pulmonaires* l’azote n’est pas évacué
Facteur aggravant d’ADD (à suivre…..cours suivants)
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
DESHYDRATATION
Facteur aggravant des ADD
Causes : * Sudation due a la chaleur* Perte de liquides gastriques* Diurèse d’immersion
En plongée:* Sécheresse de l’air inspirer* Régulation immersion* Gestion du froid
Guide de palanquée: * Boire beaucoup d’eau* Minimum 1,5 L par jour
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 5/8Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 5/8
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 6/8Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 6/8
DIURESE
Facteur aggravant des ADD
Causes : * Froid * Pression de l’eau
Mécanisme : * Augmentation du volume sanguin central * Adaptation du rythme cardiaque * Diminution de la masse sanguine par diurèse * Retour en surface: mauvaise élimination de l’azote =>
ADD
Guide de palanquée: * Boire beaucoup d’eau* Minimum 1,5 L par jour
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
plongée/BSC/TL
Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 7/8Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 7/8
FROID 1/2 :
Causes : * nécessité de maintenir la température interne à 37°C => refroidissement 25 fois plus rapide dans l’eau* changement du milieu, eau froide, combi inadapté, …* refroidissement par Convection: circulation d’eau près de la peau Conduction: réchauffement de cette eau
Préventions : * Bonne alimentation, bien se couvrir sur le bateau* Ne pas plongée fatigué, limiter le temps de plongée* Remonter des l’apparition du froid
Conduite A Tenir : * Déséquiper le plongeur, sécher sans frotter* Vêtements secs et chauds, boire chaude et sucré
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 8/8Système cardio-vasculaire et la plongée – Accidents 8/8
FROID 2/2 :
Mécanisme et effets:* capteurs et transmission au centres nerveux
* régulation de l’organismePhase 1 : Vasoconstriction périphérique des vaisseaux
Phase 2 :Production de la chaleur :- contractions des muscles horripilateurs diminution de la surface de contacte avec le froid, cher de poule- augmentation involontaire de l’activité musculaire (claquement des dents, frissons, ..) pour augmenter également la production de calories
Guide de palanquée: * Observation des comportement (position recroquevillée,
frissons …)* Attention aux enfants, aux femmes* Ne pas attendre le signe « j’ai froid »
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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ConclusionConclusion
SYSTEME ESSENTIEL A LA VIE
PREVENTION TRES IMPORTANTE
* Attention à l’effort physique
* Attention à la déshydratation
* Attention au froid
RISQUE FAVORISANT OU AGGRAVANT LES ADD
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PHYSIOLOGIE
1/ L’APPAREIL RESPIRATOIRE
RESPIRATOIRE OU VENTILATOIRE ?
• Ventilation = mécanique ventilatoire(Apnée = arrêt momentané de
mouvements ventilatoires)
• Respiration = échanges gazeux entre sang et tissus
(Apnée = les échanges continuent)4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl
cardiovasculaire, respiratoire & plongée/BSC/TL
Voies aériennessupérieures :. humidifier. réchauffer
. épurer. protéger
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Les sinus :• alléger
• résonance• humidifier
• épurer
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Espace mort ?
Pas d’échangesgazeux
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Les muscles de la ventilation :
– Le diaphragme :Muscle principal de la ventilation
Contrôle volontaireContrôle végétatif
Le point de côté …. c’est lui !
– Les muscles intercostauxInspiratoires et expiratoires
– Les muscles accessoires
Grands consommateurs d’O2Grands producteurs de CO24 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl
cardiovasculaire, respiratoire & plongée/BSC/TL
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Les alvéoles :-82 M
-600 m² de surface– Échanges gazeux
• O2• CO2• N2• CO
– Élasticité limitée– Asthme !
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Deux phases :
=> Phase alvéolaire : Se charge en O2 et de décharge en CO2=> Phase tissulaire : Se charge en CO2 et de décharge en O2
C’est le sang qui joue le rôle de transporteur entre les deux phases via le mécanisme de diffusion (transfert par différence de pression
partielle)
Sang chargéen CO2
POUMON
16% O24%CO280% N2
20% O20%CO280% N2
TISSU
CO2N2
O2N2
PHASETISSULAIRE
16% O2
4%CO280% N2
Sang chargéen O2
Sang chargéen CO2
O2N2
CO2N2
PHASEALVEOLAIRE
Les échanges gazeux 1/3
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Les échanges gazeux 2/3
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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CO2 O2
T O2 < 40mm Hg
T CO2 > 46 mm Hg Tissu
Sang T CO2 = 40 mm Hg
T O2 = 95 mm HgT O2 = 40 mm HgT CO2 = 46 mm Hg
Les échanges gazeux 3/4
décompressioncompression
En plongée :
Descente ppN2
on sature en N2 on dé sature en N2
Remontée ppN2
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Les échanges gazeux 4/4
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Les volumes respiratoires
VC = volume courantVRI = volume de réserve
inspiratoireVRE = volume de réserve
expiratoireVR = volume résiduel
4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl cardiovasculaire, respiratoire &
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Le débit ventilatoire – Fréquence ventilatoire :• Au repos : 10 -12 / min
• À l’effort maîtrisé : 30 / min• À l’effort dépassé : 60 / min
» Essoufflement !!!– Débit (consommation) =
Fréquence x Volume courant Au repos : 12 x 500 ml =
6 litres / min4 et 11/01/2012 Théorie N2/Appareilsl
cardiovasculaire, respiratoire & plongée/BSC/TL