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PHYSIOLOGIE DE LA CIRCULATION EN PLONGEE



L'organisme a besoin pour fonctionner normalement d'aliments, d'oxygène, de protections, et doit en permanence éliminer les déchets liés à son fonctionnement.
Pour transporter tous ces éléments, il existe un tissu liquide : le sang.


LE SANG

Le sang est composé esssentiellement de plasma qui est un liquide constitué d'eau, d'aliments (glucides, protides et lipides), de gaz dissous, et d'agents de fonctionnement (enzymes), de protection (immunoglobulines ou anticorps), d'alerte et de communication (hormones), de coagulation...
Dans le plasma baignent des éléments figurés :
    * Hématies, ou globules rouges, servant essentiellement au transport de l'oxygène
    * Leucocytes, ou globulse blancs, servant à la protection du corps
    * Plaquettes, servant à la coagulation


LES VAISSEAUX

Le sang circule dans des vaisseaux que l'on peut classer en 3 catégories :

    * Les artères, vaisseaux à haute pression, transportant le sang du coeur aux capillaires, se divisant d'amont en aval
    * Les veines, vaisseaux à faible pression (pouvant être inférieure à la pression ambiante), de grande contenance (le 4/5 du sang de l'organisme est contenu dans le sang veineux), ramenant le sang des organes vers le coeur ou transportant le sang d'un organe à l'autre. Le système veineux représente la réserve de sang de l'organisme.
    * Les capillaires, très petits vaisseaux situés au niveau des organes et au niveau desquels s'effectuent les échanges. Ils représentent en longueur la plus grande partie du réseau vasculaire. Ils sont situés entre les artèrse et les veines.


LE COEUR

Le sang est animé dans les vaisseaux grâce au travail fourni par le coeur.
Le coeur est un muscle creux, recouvert d'un membrane permettant so libre fonctionnement : le péricarde.
Il est séparé en 2 parties ne communiquant pas entre elles mais fonctionnant simultanément : le coeur droit et le coeur gauche. Ces deux demi-coeurs sont séparés par une paroi épaisse : le septum.
Chacune des 2 partiers du coeur est constituée d'une oreillette servant de réservoir et d'un ventricule servant de propulseur du sang et présentant à son entrée et à sa sortie des valvules : tricuspide et sigmoïde à droite, mitrale et sigmoïde à gauche, ces valvules oàbligent le sang à circuler en un seul sens.
L'alimentation du muscle cardiaque en sang se fait grâce aux artères coronaires.


LE FONCTIONNEMENT NORMAL DE LA CIRCULATION

Le coeur envoie dans la circulation au repos envriron 80 ml de sang 60 à 80 fois par minute. Ce sang est propulsé rapidement et à haute pression dans les artères qui vont se diviser pour le répartir dans tout l'organisme. Au terme de leurs divisions, les artères alimentent les capillaires, situés dans les organes qui sont le lieu des échanges entre le sang et les tissus environnants. A la sortie des capillaires, le sang est récupéré par le système veineux où il va être stocké et ramené vers le coeur.

Entre les 2 demi coeurs, la circulation forme en fait une double boucle : l'une du ventricule droit vers les poumons puis l'oreillette gauche permettant l'oxygénation du sang, c'est la petite circulation ; l'autre du ventricule gauche vers les organes puis l'oreillette droite permettant les échanges avec les tissus, c'est la grande circulation.


LA CIRCULATION EN PLONGEE

Lors de la plongée, le coeur va se ralentir en fontion de 3 stimulis :

    * la pression qui ralenti la conduction de l'influx cardiaque à travers le coeur
    * l'augmentation de la pression partielle d'oxygène qui diminue la stimulation du coeur
    * le "diving reflex" provoqué par l'immersion de la face et qui est accentué par le froid

Par ailleurs, l'immersion et le froid provoquent une augmentation de l'élimination de l'eau par le rein aboutissant à une conventration du sang.

Tous ces phénomènes adaptatifs aboutissent à une diminution de la performance de la circulation et à un ralentissement du débit sanguin sauf pour le coeur, les poumons et le cerveau qui sont des organes protégés.


LA FORMATION DES BULLES SANGUINES

Selon les règles édictées par la loi de Henry, les gaz et surtout l'azote vont se dissoudre dans le sang en fonction de la pression partielle. Lors de la diminution de pression, les gaze sanguins vont se retrouver en sursaturation et vont être libérés sous forme de petites bulles.

Ces petites bulles vont se former dans le réseau veineux car :
    * Celui-ci a la plus grande contenance donc le plus grand volume d'échange
    * la pression veineuse est faible, ce qui favorise la libération des gaz
    * la circulation lest lente, ce qui laisse le temps au sang de dégazer.

Si ces bulles restent suffisamment petites, elles vont être acheminées vers les poumons où elles seront facilement éliminées, profitant de l'augmentation locale de pression qu'elles provoquent en obstruant partiellement les capillaires pulmonaires.
Si elles deviennent trop grosses, elles vont alors abstruer les veines et bloquer la circulation. Autour de la bulle va alors s'agglutiner des plaquettes qui vont libérer des médiateurs chimiques (ADP, sérotonine, prostaglandines) qui vont provoquer une coagulation du sang. L'irritation des parois des vaisseaux par ce bouchon provoque un oedème local et une fuite du plasma qui viennent aggraver le phénomène. Il se forme donc une véritable obstruction des réseaux veineux.
Le passage des bulles dans le réseau artériel ne s'observe que lors de circonstances particulières :

    * Shunt entre le coeur droit et le coeur gauche (malformation)
    * Surpression pulmonaire
    * Dégazage massif


L'EVOLUTION DE LA BULLE

La pression d'un gaz à l'intérieur d'une bulle est lié à la pression exercée par le milieu à l'extérieur de la bulle et de la tension exercée par l'interface entre les gaz bullaires et le milieu dite tension de surface.

Tension de surface = y exprimé en N.m
Pmilieu = Pgaz bullaires + Psurf

La tension de surface s'exprime par un indice y et l'inverse du rayon de la bulle Ps = 2y/R
Pmilieu = Pgaz bullaires + 2y/R


On voit qu'à l'équilibre, la pression des gaz à l'intérieur de la bulle est inférieure à la pression à l'extérieur, il y a donc une tendance à la diffusion des gaz de l'extérieur vers l'intérieur qui va faire grossir la bulle donc en augmenter le rayon et diminuer la tension de surface.
L'équilibre d'une bulle est impossible, elle va à un niveau constant avoir toujours tendance à grossir.

Par contre, si la pression extérieure augmente, la pression intérieure de la bulle va augmenter de manière moindre en raison de l'augmentation de la tension de surface liée à la diminution du rayon (loi de Mariotte). Les gaz vont donc diffuser vers l'extérieur de la bulle qui va tendre à disparaitre.

Ces phénomènes physiques expliquent pourquoi un accident de plongée peut apparaitre de manière tardive et a toujours tendance à s'aggraver si rien n'est fait pour l'arrêter. Ils expliquent aussi l'efficacité des procédures de recompression ou de demi-profondeur en cas de décompression rapide.