l’appareil cardio-vasculaire et la plongee formation n 4 – codep 31 / 2005-2006 talel zair...

L’APPAREIL CARDIO-VASCULAIRE ET LA PLONGEE

Formation N 4 – CODEP 31 / 2005-2006

Talel ZAIR talel.zair@airbus.com

Anca MEFFRE meffre@iemm.univ-montp2.fr

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 :

• Objectif général N4 - Rôle du N4

=> Responsable en immersion=> Adapter les paramètres de plongée en fonction des circonstances et des compétences des membres de la palanquée

• Objectif séance

=> Connaître les mécanismes de la circulation afin de comprendre les échanges gazeux et de prévenir certaines accidents de la plongée

Introduction

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

Rappels 1/3

* Air : composition, pression partielle, volume (Dalton, Mariotte)

Dissolution des gaz ( loi d’Henry ) - Mécanisme d’échange (de diffusion) :

schéma de principeGaz

Liquide

Rappels 2/3

décompressioncompression

P = pression qu’exerce le gaz sur le liquide

T = pression qu’exerce le gaz dissout

au sein d’un liquide

P = Téquilibre

P > Tsous-saturation

P = Tsaturatio

n

P < Tsur-saturation

En plongée :

Descente ppN2

on sature en N2 on dé sature en N2

Remontée ppN2

A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissoute dans un liquide est directement proportionnelle à la pression que ce gaz exerce sur le

liquide. »

Rappels 3/3

Le système nerveux :

•Système organique de traitement et de transmission des informations

•Deux fonctions essentielles :

•Relation avec l’environnement (central et périphérique)

•Fonctionnement des organes internes (neuro végétatif)* système parasympathique :rôle modérateur* système orthosympathique : rôle accélérateur

• 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

La circulation 1/3

Petite circulation(oxygénation du sang)

Capillaires pulmonaires

Grande circulation(oxygénation des tissus)

Grande circulation

(oxygénation du cerveau)

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

* 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

* 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

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

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

• 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

- 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

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

Les échanges gazeux 2/3

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 3/3

décompressioncompression

En plongée :

Descente ppN2

on sature en N2 on dé sature en N2

Remontée ppN2

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)

Le cœur – Anatomie 2/3Le cœur – Anatomie 2/3

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)

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)

Le cœur – Physiologie et fonctionnement 2/3Le cœur – Physiologie et fonctionnement 2/3

3 2

1

Systole auriculaireSystole ventriculaire

DiastoleDiastole

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

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

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)

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

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)

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

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

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)

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

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

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

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 »

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