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Anatomie et physiologie du

plongeur

Claude DUBOC

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Quelques précisions concernant Quelques précisions concernant l'anatomiel'anatomie

Trachée

Lobule

Poumon droit

Bronche

Artère pulmonaire

Veine pulmonaire

Coeur

Plèvres

Diaphragme

ZOOM SUR LE LOBULE

PULMONAIRE

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Le lobule pulmonaireLe lobule pulmonaire

ZOOM

Alvéole

Bronchiole

Artériole

Veinule

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L'alvéolL'alvéolee

Cellule

Capillaire

Surfactant

Air alvéolaire

Artériole

Barrière alvéolo capillaireVeinule

Capillaire

ZOOM

SP

SP

AIR

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Les volumes pulmonairesLes volumes pulmonaires

Muscles abaisseurs Expiration forcée :

Relâchement du diaph.

+ muscles abaisseursVolume de réserve expiratoire

= 1.5 L

Muscles releveur

s

Inspiration forcée :Abaissement du diaph.

+ muscles releveurs

Volume de réserve inspiratoire = 2.5 L

Diaphragme

Expiration calme :Relâchement du

diaphragme

Inspiration calme : abaissement du

diaphragmeVolume courant = 0.5 L

Volume résiduel = 1.5 L. Espace mort = 0.2 L

6

Volumes pulmonaires : Soufflet et Volumes pulmonaires : Soufflet et pneumogrammepneumogramme

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L'anatomie du cœur : les L'anatomie du cœur : les notions de basenotions de base

Carotide droite

Artère pulmonaire

Veine cave sup

Oreillette droite

Veine cave inf

Clapet "antiretour"

Ventricule droit

Carotide gauche

Aorte

Clapet "antiretour"

Veine pulmonaire

Oreillette gauche

Clapet "antiretour"

Ventricule gauche

Muscle cardiaque

Cloison interventriculaire

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La circulation vers le cerveau : la La circulation vers le cerveau : la grande circulationgrande circulation

V

A

A

A

V

V

Le sinus carotidien :Siège des

barorécepteurs et des

chémorécepteurs

Capillaires

cérébraux

On peut également placer sur ce schéma le trajet des bulles

d'air générées par la surpression pulmonaire

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Synthèse : Petite et grande Synthèse : Petite et grande circulation.circulation.

Petite circulation

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

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La révolution cardiaqueLa révolution cardiaque

Diastole générale :Admission du sang Dans les oreillettes

Systole auriculairePassage du sang

dans les ventricules

Systole ventriculaire:Fermeture des valvules

1er bruit du coeur

Systole ventriculairePassage du sang

dans les Artères.

Expulsion du sang Suivie de la fermeture

Des valvules :2ème bruit du coeur

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Le foramen ovale perméable : Le foramen ovale perméable : Le FOPLe 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.

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Les échanges gazeux Les échanges gazeux alvéolairesalvéolaires

Valeurs en Valeurs en mm de Hgmm de Hg

Air inspiréAir inspiré Air expiréAir expiré Air Air alvéolairealvéolaire

Sang Sang hématoséhématosé

Sang non Sang non hématoséhématosé

OO22159159 122122 100100 100100 4040

COCO220,20,2 3333 4040 4040 4747

HH22OO variablevariable 4747 4747

NN22601601 559559 573573 573573 573573

Pressions partielles dans les différents compartiments impliqués dans les échanges gazeux

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"

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La première étape : les La première étape : les échanges entre l'air inspiré et échanges entre l'air inspiré et

l'air alvéolairel'air alvéolaire

AE

Fin d'inspirati

on

Expiration

Début d'inspiratio

n

AI

EM

Alvéole

Inspiration

CO2

O2

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Artériole Veinule

La seconde étape : les La seconde étape : les échanges entre l'air alvéolaire échanges entre l'air alvéolaire

et le sang et le sang

O2 100

O2 40

CO2 40

CO2 47

O2 100

CO2 40

Air expiréO2 122

CO2 33

Cette PP est

constante quelque soit la

profondeur

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Explication : La Pp de COExplication : La Pp de CO22 est est constante quelque soit la constante quelque soit la

profondeurprofondeurIl 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

Pp = 1 x 5%

= 2 x 2,5%

= Constante

Une alvéole en surface : Pabs = 1 bar

N2

O2

CO2

Cette molécule de CO2 représente 1/20 des molécules soit ~5%

Elle provient du métabolisme

Cette alvéole est descendue à 10 m soit 2 b

La production de CO2 endogène n'a pas augmenté. Cette

molécule représente maintenant 1/40 des présentes soit ~2,5 %

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Le problème est inversé en Le problème est inversé en altitudealtitude

Le CO2 est donc bien constant si on considère la Pression

partielle.

En profondeur le % de CO2 diminue

En altitude il augmenteMonsieur 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

L' alvéole en altitude : Pabs = 0,5 bar

N2

O2

CO2

La quantité de CO2 produite reste identique. Ce CO2 ne représente plus que 1/10 des molécules soit 10 %

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Cette propriété permet d'expliquer Cette propriété permet d'expliquer l'essoufflementl'essoufflement

Augmentation de la production

de CO2

Faible augmentation

du CO2 sanguin

Stimulation des systèmes de régulation

Augmentation de la ventilationEt de la circulation

Efficacité :

CO2 maintenu

constant : OK

Régulation insuffisante

Augmentation du CO2 alvéolaire

Détresse ventilatoire

Diminution du gradient d'élimination

Hypercapnie progressive

Stimulation du centre bulbaire inspirateur

Inefficacité : ventilation superficielle

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Le transport des gaz respiratoires Le transport des gaz respiratoires par le sangpar le sang

L'O2 est à 98 % transporté par les molécules d'hémoglobine contenues

dans les hématies

Le transport de l'O2

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

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Le transport des gaz respiratoires Le transport des gaz respiratoires par le sangpar le sang

L'O2 fixé en fonction de la pression partielle

100 mm de Hg

100 %

% O2 transporté

Pp d'O2

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Hématies Plasma

Le transport des gaz respiratoires Le transport des gaz respiratoires par le sangpar le sang

Le transport du CO2

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

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Conséquence : les effets de Conséquence : les effets de l'hyperventilationl'hyperventilation

Mais l'hyperventilation ne fait pas augmenter la quantité d'O2

apportée au cerveauCar l'hémoglobine est déjà quasiment saturée

L'hyperventilation fait diminuer la L'hyperventilation fait diminuer la quantité quantité

de CO2 dans l'air alvolaire.de CO2 dans l'air alvolaire.

Son intervention participant au Son intervention participant au déclenchement dans la rupture d'apnée déclenchement dans la rupture d'apnée est donc retardéeest donc retardée

Le CO2 sanguin est donc en diminution

L'hyperventilation augmente donc considérablement le risque d'apparition de la syncope anoxique

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Le risque de syncope anoxiqueLe risque de syncope anoxique

Hyperventilati

on

Prolongation de l'apnée

Anoxie

CO2 = rupture de l'apnée

40 mm Hg

Apnée normale

Descente

Séjour au fond Remontée

Normoxie

100 mm Hg

Hypoxie

CO2

O2

Pp dans l'air alvéolaire

Temps

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