29/02/2008

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ANATOMIE PHYSIOLOGIE

Cours niveau 4 CTD 67

Laurent MARCOUX MF2 – IR

laurent.marcoux@wanadoo.fr

PLAN DU COURS

• Les échanges gazeux :

� rappels anatomiques

� échanges alvéolaires

� échanges tissulaires

� transport des gaz par le sang

• Modifications de la ventilation en plongée

• L’oreille en plongée :

� anatomie

� physio : audition et équilibre

� trajet du son dans l’oreille

� manœuvre d’équilibration

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Circulation de l’air

� entre par le nez ou la

bouche

� Réchauffé et humidifié

dans les voies aériennes

supérieures

� Trajet :

� Trachée →

� grosses bronches →

� bronchioles →

� alvéoles

Zoom sur les poumons

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Zoom sur les poumons (répétition = fait exprès)

L’arbre bronchique

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Mécanisme des échanges gazeux

• C’est la DIFFUSION = mécanisme passif

• Diffusion des molécules du milieu le plus concentré vers le moins concentré

• Quantité de molécules :� dans un gaz : PRESSION PARTIELLE

� dans un liquide : TENSION

Echanges air alvéolaire ↔ sang

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Artériole Veinule

Echanges air alvéolaire ↔ sang

O2 100

O2 40

CO2 40

CO2 47 O2 100 CO2 40

Air expiré

O2 122

CO2 33

(d’après Claude Duboc IN)

Echanges sang ↔ tissus

• Le muscle consomme de l’O2 et produit du CO2

• Le sang artériel est riche en O2 et pauvre en CO2

• Donc diffusion …

O 2 CO 2

O 2 CO 2

N 2

N 2N 2

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Transport de l’oxygène

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

• 98 % est transporté par les molécules d'hémoglobine contenues dans les globules rouges• 2% est transporté sous forme dissoute dans le plasma : cette fraction augmente en immersion

(d’après Claude Duboc IN)

Transport de l’oxygène

L'O2 fixé en fonction de la pression partielle

100 mm de Hg

100 %

% O2 transporté

Pp d'O2

(d’après Claude Duboc IN)

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HÉMATIES PLASMA

CO2 fixé sur la globine = 8 %

CO2 dissous = 5 %

CO2 sous forme de bicarbonates = 87 %

Transport du COTransport du CO22

(d’après Claude Duboc IN)

Et l’azote ?

� A pression constante :

� pression partielle (alvéole)

� tension d’azote (sang et tissus)

� Donc pas de gradient → pas d’échanges

� Lorsque la pression varie :

� descente : PpN2 > TN2 → saturation

� au fond : PpN2 = TN2 → équilibre

� remontée : TN2 < PpN2 → désaturation

ÉQUIVALENTES

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NB : La Pp de CO2 reste constante quelle que 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

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 %

(d’après Claude Duboc IN)

Conséquence : les effets de l'hyperventilation

Mais l'hyperventilation ne fait pas augmenter

la quantité d'O2 apportée au cerveau

Car l'hémoglobine est déjà quasiment saturée

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

de CO2 dans l'air alvéolaire.de CO2 dans l'air alvéolaire.

Son intervention participant au déclenchement dans Son intervention participant au déclenchement dans

la rupture d'apnée est donc retardéela rupture d'apnée est donc retardée

Le CO2 sanguin est donc en diminution

L'hyperventilation augmente donc considérablement

le risque d'apparition de la syncope anoxique

(d’après Claude Duboc IN)

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L’effet shunt

� Concerne des alvéoles non ventilées :

� donc pas d’échange gazeux

� l’azote n’y est pas éliminé

� Effet physiologique normal, réversible et

variable selon les besoins.

� Parfois shunts « vrais » = alvéoles

bouchées (fumeurs…)

Modifications de la ventilation en plongée : causes

Toujours équi-pression interne-externe : détendeur

• Augmentation espace mort : ventilation sur détendeur.

• Augmentation travail respiratoire : clapets et ressorts

• Augmentation résistance écoulement air dans les voies aériennes :

� effet direct de la pression sur les bronches.

� augmentation de la densité et de la viscosité de l’air

• Augmentation des débits mobilisés (Mariotte)

⇒ Turbulences au niveau des bronches.

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Modifications de la ventilation en plongée : conséquences

• Augmentation du travail respiratoire : l’expiration devient active

• Augmentation du volume courant

• Diminution de la fréquence ventilatoire

• Production accrue de CO2 ⇒ Risque d’essoufflement.

Modifications de la ventilation en plongée : prévention des incidents

• Bonne condition physique.

• Utilisation de l’Hélium en profondeur (Trimix) : moins

visqueux que l’air.

• Systèmes d’aide inspiratoire détendeurs ?

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L’oreille

• 3 parties aux fonctions différentes :

� Oreille externe : recueil des sons

� Oreille moyenne : � amplification des sons (x 15 à 20)

� Transmission à l’oreille interne

� Oreille interne :� audition

� équilibre

Anatomie

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Audition• Son capté par le pavillon et conduit

par le CAE

• Le tympan vibre

• La chaîne des osselets amplifie les vibrations

• Transmission des vibrations à la fenêtre ovale

• Puis au liquide cochléaire

• Excitation des cellules ciliées : transformation des vibrations en impulsions électriques.

• Transmission du nerf cochléaire (ou auditif) au cerveau

• Vibrations mécaniques évacuées par fenêtre ronde

Oreille interne

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Audition

Audition subaquatique

• Vitesse de propagation du son :

� 330 m/s dans l’air

� 1530 m/s dans l’eau : 5 x plus rapide

• Dans l’air propagation par voie aérienne :

� écart entre les oreilles

� stimulation différée → localisation

• Dans l’eau propagation par voie osseuse :

� tuba + radio !!

� sons mieux perçus, même lointains

� Par contre difficiles à localiser : tour d’horizon +++

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Equilibre

• Vestibule :

� 3 Canaux semi-circulaires orientés dans les 3 plans de l’espace

� Saccule

� Utricule

• Contiennent du liquide

• Renseignent sur :

� Position de la tête

� Accélération

� rotation

• Asymétrie des informations au niveau des 2 oreilles → vertiges

L’équilibrage des oreilles

• L’oreille moyenne contient de l’air

• Elle est en relation avec les fosses nasales par la trompe d’Eustache

• Permet les manœuvres d’équilibrage

• Ces manœuvres sont +/- faciles selon les personnes

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Manœuvres classiques

• Valsalva :

� expiration bouche fermée en se pinçant le nez

� la plus facile, mais brutale

� jamais à la remontée

• Souffler dans le masque :

� narines plaquées sur la jupe

� masque faciaux

� moins brutale

Manœuvres non traumatiques

• Déglutition simple : si trompes d’Eustache bien droites !

• Frenzel :

� pincer le nez, contracter la base de la langue puis la refouler en haut et en arrière

� passage d’air du pharynx vers la trompe d’Eustache

� Moins violente que Valsalva, mais difficile détendeur en bouche

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Manœuvres non traumatiques

• Béance tubaire volontaire

� décrite par Delonca

� plonger « trompes ouvertes »

� en contrôlant les muscles péristaphylins

� pas possible chez tout le monde !!

� possibilité d’effectuer des exercices pour y arriver

(voir Foret N4)

A la remontée

• Manœuvre de Toynbee :

� inverse du Valsalva

� bouche fermée et nez pincé

� avaler et aspirer par le nez

� à utiliser à la remontée, en cas de difficultés

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Conclusion : préserver ses oreilles

• Ne pas plonger enrhumé

• Ne jamais forcer

• Eviter les yoyos

• Couvrir les oreilles après la plongée

• +/- désinfecter conduits auditifs externes

• Enlever les bouchons de cérumen